Дослідження і реалізація операційної системи реального часу для керування екобудинком
Автор: Ванюк Владислав Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Комп'ютерні системи управління рухомими об'єктами (автомобільний транспорт)
Інститут: Інститут комп'ютерних технологій, автоматики та метрології
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2023-2024 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Ванюк В.І., Дзелендзяк У.Ю. (Керівник). Дослідження і реалізація операційної системи реального часу для керування екобудинком. (Real-Time Operating System for controlling eco-house). Магістерська кваліфікаційна робота. - Національний університет «Львівська політехніка». Львів. 2023. Магістерська кваліфікаційна робота присвячена дослідженню та реалізації операційної системи реального часу із вдосконаленою можливістю динамічного налаштування. У сучасному технологічному світі, де потрібна відмінна точність та надійність у виконанні завдань реального часу, особливо важливим стає здатність системи адаптуватися до змінних умов та потреб. Дослідження включає в себе аналіз основних концепцій та фундаментальних принципів операційних систем (ОС) реального часу, таких як планування завдань, обробка переривань, механізми синхронізації та взаємодії між процесами. Основним аспектом роботи є реалізація ОС реального часу, що вміє адаптуватися до змінних умов та вимог. Це передбачає створення механізмів динамічного налаштування, які дозволять системі оптимізувати ресурси та пристосовуватися до змін у виконанні завдань у режимі реального часу. Розробка операційної системи реального часу (ОСРЧ) з функцією динамічного налаштування створює можливість для її застосування у впровадженні в екобудинки. Використання цієї системи у середовищі екобудинку дозволяє оптимізувати розподіл енергії, керувати використанням ресурсів та забезпечувати ефективну роботу систем опалення, вентиляції та освітлення в залежності від потреб та змінних умов. У першому розділі розглянуті характеристики операційних систем, їх загальні принципи. Також проводився огляд і порівняльна характеристика методів опрацювання процесів. Розглянуті наявні системи керування. Обрунтування проблемної ситуації. Зроблені відповідні висновки. Другий розділ розглядає розроблену операційну систему “VladOS”. А саме: структура системи, ініціалізація, сервіси та структура опрацювання системних модулів. Описано багаторівневу систему навігаційного меню керування і налаштування, також розглянута схема дисплейного модуля, яка розроблена для функціонування меню. У третьому розділі представлена практична частина роботи. Яка включає в себе впровадження розробленої ОС в екобудинок. Показана схема підключень, спосіб впровадження до IoT. Розглянуті методи керування і моніторингу. Аналіз ефективності розробленої системи і висновки. Четвертий розділ – економічна частина, де наведений розрахунок витрат на виготевлення розробленої плати керування з дисплейним модулем. Висновки відображають результат виконаної роботи. Полягають у можливості використання даної ОС в якості контрольного блоку управління. Об’єкт дослідження – адаптивна ОС з динамічною конфігурацією. Предмет дослідження – екобудинок. Мета дослідження – реалізувати ОС реального часу для мікроконтролерів AVR ATMEGA2560 у вигляді вільно програмованого електронного керуючого блоку управління. Дослідити її ефективність в середовищі керування системою екобудинку. Провести аналіз на реальному прикладі. Ключові слова – RTOS, Multithreading Core, AVR ATMEGA2560, Smart Home Automation, Arduino Mega, PCB, LCD2004 Encoder Shield, ESP8266, Remote Monitoring and Control, IoT, JSON, Apple HomeKit. Перелік використаних літературних джерел. 1. Andrew N. Sloss, Dominic Symes, Chris Wright: Arm System Developer’s Guide. Designing and Optimizing System Software, 2004. 2. James M. Fiore, Embedded Controllers Using C and Arduino - 2e., 2018. 3. U.S. Air Force, SMC Systems Engineering: Primer & Handbook - 2nd Edition, p.77-78. Space & Missile Systems Center, 2004. 4. Kris Kaspersky, Code Optimization: Effective Memory Usage, 2003.