Модуль учета расхода воды для системы «Умный дом»
Целью работы является разработка аппаратной и программной части модуля учета расхода воды в рамках технологии “Умный дом”. Данный модуль позволит получать показания счетчиков расхода воды по беспроводному каналу связи на мобильные устройства.
С.
Введение 15
1 Развитие концепции «умный дом» 17
1.1 Подходы к реализации системы «умный дом» 17
1.2 Современные разработки устройств системы «умный дом» 22
2 Средства измерений расхода воды 30
2.1 Классификация средств измерений расхода воды 30
2.2 Методы сбора и передачи результатов измерений расхода 33
воды
3 Описание составляющих модуля учета расхода воды 37
3.1 Счетчики расхода воды с импульсным выходом 37
3.2 Универсальная платформа DFRduino Uno 3.0 38
3.3 Плата ESP8266 ESP01 40
4 Разработка модуля учета расхода воды 43
4.1 Аппаратная часть модуля учета расхода воды 44
4.2 Программная часть модуля учета расхода воды 61
5 Социальная ответственность 68
5.1 Производственная безопасность 68
5.1.1 Анализ выявленных вредных факторов при разработке 69
и эксплуатации проектируемого решения
5.1.2 Анализ выявленных опасных факторов при разработке 74
и эксплуатации проектируемого решения
5.2 Экологическая безопасность 76
5.2.1 Анализ влияния объекта исследования на 76
окружающую среду
5.2.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей 77
среды
5.3 Безопасность в ЧС 78
6.3.1 Обоснование мероприятий по предотвращению 78
пожара и разработка порядка действия в случае его
возникновения
5.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения 79
безопасности
5.4.1 Специальные (характерные для проектируемой 79
рабочей зоны) правовые нормы трудового законодательства
5.4.2 Организационные мероприятия при компоновке 80
рабочей зоны
5.5 Выводы по разделу «Социальная ответственность» 81
6 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 83
ресурсосбережение
6.1 Оценка коммерческого потенциала, перспективности и 83
альтернатив проведения НИ с позиции ресурсоэффективности
и ресурсосбережения
6.1.1 Потенциальные потребители результатов 83
исследования
6.1.2 Анализ конкурентных технических решений 83
6.1.3 SWOT-анализ 85
6.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации 86
6.2 Планирование научно-исследовательских работ 89
6.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 89
6.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ 90
6.3 Бюджет научно-технического исследования 95
6.3.1 Расчет материальных затрат НТИ 95
6.3.2 Основная заработная плата исполнителей темы 96
6.3.3 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 97
6.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды 97
6.3.5 Накладные расходы 98
6.3.6 Формирование бюджета затрат научно- 98
исследовательского проекта
6.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), 99
финансовой, бюджетной, социальной и экономической
эффективности исследования
6.5 Выводы по разделу «Финансовый менеджмент» 101
Заключение 103
Список публикаций студента 104
Список использованных источников 105
Приложение А (обязательное) Раздел на английском языке 110
Приложение Б (справочное) Принципиальная схема устройства 120
DFRduino Uno
Приложение В (справочное) Принципиальная схема ESP8266 121
ESP01
Приложение Г (справочное) Листинг программы подсчета 122
импульсов
Приложение Д (справочное) Принципиальная схема подключения 123
импульсного счетчика расхода воды
Наличие свободного времени человека способствует развитию его
творческого потенциала и его самореализации. Поэтому задача снижения
затрат на ведение домашнего хозяйства на всех этапах истории всегда была
крайне важной. Появление бытовой техники позволило автоматизировать
отдельные бытовые операции. Создание микроконтроллеров и их существенное
удешевление позволило перейти к концепции «умного дома». Данная
концепция позволяет интегрировать бытовые приборы и устройства в единую
систему, управлять жилой средой человека, контролировать расход ресурсов,
автоматизировать рутинные бытовые операции.
В современной литературе предлагаются разные подходы к
практической реализации «умного дома». Их можно разделить на два вида:
«подход с нуля» и постепенное наращивание системы.
В рамках первого подхода проектирование «умного дома» начинается на
этапе строительства жилища. При этом необходимые информационные и
энергетические каналы создаются в ходе строительства и ориентированы на
конкретную аппаратную и программную платформу. Достоинство данного
подхода состоит в его комплексности и согласованности элементов системы.
Недостатками являются дороговизна, недостаточная гибкость при появлении
новых устройств, сложность в применении к старому жилому фонду.
Альтернативным является подход, основанный на постепенном
наращивании системы, т.е. в основе такого подхода лежит понятие «интернета
вещей». Его суть состоит в постоянном добавлении отдельных модулей,
реализующих разные бытовые функции при условии согласованности
протоколов передачи данных и наличия вычислительного ядра. В качестве
вычислительного ядра может быть использован домашний компьютер, мощный
планшет или смартфон. Так как прокладывание энергетических и
информационных линий требует больших капитальных затрат, то
функциональные модули должны обеспечивать беспроводную передачу данных
и автономность питания. Аппаратная и программная части функциональных
модулей должны быть недорогими и легко взаимозаменяемыми. Это позволяет
наращивать возможности системы при наличии средств. Поэтому актуальным
является поиск и обоснование технических решений для функциональных
модулей в рамках концепции «умного дома».
Целью данной работы является проектирование функционального
модуля в рамках концепции «умного дома» для измерения расхода воды,
который может передавать полученную информацию по беспроводным
каналам связи на любое вычислительное ядро.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
информационный поиск аналогов и прототипов подобных
устройств;
обоснование и выбор решений для аппаратной части
проектируемого модуля;
обоснование и выбор алгоритмических и программных решений
для данного модуля;
тестирование модуля.
В основе данного модуля лежит универсальная платформа DFRduino
Uno и модуль ESP6288, которые позволят осуществить сбор и передачу
измерительной информации по беспроводным каналам связи.
В первой главе данной работы приведено описание развития и
реализации концепции «умный дом».
Во второй главе описаны средства измерений расхода воды, а также
способы передачи измерительной информации.
В третьей главе приведено описание составляющих частей модуля учета
расхода воды.
В четвертой главе представлена разработка модуля и реализация
передачи измерительной информации по беспроводному каналу связи.
1 Развитие концепции «умный дом»
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
0 (13 отзывов)
4.9 (343 отзыва)
4.2 (6 отзывов)
4.8 (37 отзывов)
4.5 (80 отзывов)
4 (15 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.9 (522 отзыва)
5 (145 отзывов)
