Моделі розгортання інтелектуальних систем Інтернету речей
Автор: Балаж Денис Мирославович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Проектування та адміністрування інформаційних комунікаційних мереж
Інститут: Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Сучасний світ переживає еру цифрової трансформації, в центрі якої знаходяться інтелектуальні системи Інтернету речей (IoT). Ці системи вносять революційні зміни у спосіб, яким ми взаємодіємо з технологіями, трансформуючи їх у повсякденне життя. Магістерська кваліфікаційна робота присвячена розгляду теоретичних аспектів розвитку інтелектуальних систем Інтернету речей (IoT) та розробці моделей їхнього розгортання для управління LED освітленням, обумовлена рядом ключових факторів, які відображають сучасні тенденції та виклики в технологічному світі. Сьогодні ми спостерігаємо зростаючу інтелектуалізацію побутових пристроїв та систем, що входять в наше повсякденне життя. Управління освітленням через IoT є частиною більшої картини "розумного дому", яка набуває все більшої популярності. У контексті швидкого розвитку та впровадження IoT технологій, з’являється необхідність у розробці ефективних підходів до розгортання цих систем, які могли б задовольнити постійно змінюючі потреби користувачів. Зі збільшенням кількості IoT пристроїв виникає потреба в їх інтеграції та масштабуванні, що робить актуальним розроблення моделей, які можуть ефективно об’єднувати та керувати цими пристроями. Саме тому, в першому розділ дипломної роботи розглянуто теоретичні основи інтелектуальних систем Інтернету речей (IoT) [1], з акцентом на їх застосування в контексті управління LED освітленням. Зосереджено увагу на вивченні різних типів інтелектуальних систем IoT, їхніх характеристик та класифікацій. Розглянуто, як ці системи можуть бути адаптовані для управління освітленням, а також їхній потенціал для інтеграції в ширший контекст "розумного дому". Висвітлено основні принципи та архітектури Інтернету речей, різноманітні архітектури, які дозволяють ефективно структурувати пристрої IoT для задоволення потреб користувачів[3]. Окремо сфокусовано увагу на викликах розгортання інтелектуальних систем Інтернету речей [3]. У другому розділі описано практичне застосування теоретичних знань, для розробки конкретних моделей розгортання інтелектуальних систем IoT, зокрема для управління LED освітленням. Цей розділ включає аналіз архітектури інтелектуальних систем, інтеграцію розумного управління через Telegram Bot і ChatGPT-4, використання технологій, таких як MQTT та комп’ютерний зір, а також розробку веб-серверів на основі ESP8266-01 [5]. Тут розглядається аналіз архітектури інтелектуальних систем IoT від концептуальних моделей до їх практичної реалізації. Описується процес інтеграції розумного управління освітленням через Telegram Bot і ChatGPT-4, включаючи розробку алгоритмів розпізнавання та обробки голосових команд, а також методів транскрибації та аналізу текстових даних. Також розглядається використання протоколу MQTT для віддаленого управління LED освітленням, зокрема його інтеграція з мікроконтролером ESP32, а також застосування комп’ютерного зору для жестового управління з використанням OpenCV та MediaPipe. У розділі третьому, звертаючись до специфіки принципів роботи та алгоритмів інтелектуальної системи IoT для управління LED освітленням, детально аналізується, як різні компоненти системи співпрацюють для досягнення оптимальної ефективності, включаючи обробку голосових команд та методи прийняття рішень AI на основі обробленого тексту, Тут же описується детектування та інтерпретація жестів фаланг пальців, а також принципи роботи жестового управління на відстані між компонентами через IoT протоколи. Окрім того, розглядається комунікація між компонентами системи через IoT протоколи, зокрема роль MQTT та взаємодія з веб-сервером. На додачу, розроблено інтерфейс користувача для голосового управління LED освітленням через Telegram Bot з емоційною складовою У четвертому розділі розглянуто перспективи подальшого розвитку та оновлення інтелектуальної системи в технологіях розумного дому [2]. В останньому розділі розроблено техніко-економічне обгрунтування з розгортання інтелектуальних систем ІоТ Інтернету речей. Практичне значення отриманих результатів полягає у реалізації системи інтелектуального освітлення, яка надає користувачам автономність у виборі параметрів освітлення. Ця система дозволяє налаштування освітлення через прості та інтуїтивно зрозумілі інтерфейси — голосові команди та жестове управління, інтегровані за допомогою Telegram Bot і MQTT протоколу [4]. В промисловому секторі це ефективно у виробничих цехах і складах, адаптивні системи освітлення IoT допомагають підтримувати високий рівень безпеки та продуктивності [2]. У комерційних просторах, таких як магазини, ресторани, а також в офісних будівлях, адаптивні освітлювальні системи IoT використовуються для створення оптимального освітлення, що покращує атмосферу і сприяє продуктивності. У сфері домашнього освітлення адаптивні системи IoT дозволяють створювати автоматизоване, затишне та функціональне освітлення. Результатом проведеного дослідження стало створення інтелектуальної моделі IoT для управління LED освітленням через Telegram Bot і ChatGPT-4, зосередившись на використанні голосового управління та штучного інтелекту для ефективної інтеграції інноваційних технологій у повсякденне життя. Ця робота вносить важливий вклад у розуміння та розвиток інтелектуальних систем IoT, зокрема в контексті управління LED освітленням, підкреслюючи їхню актуальність та значимість для сучасного технологічного прогресу.