Система моніторингу якості повітря в контексті розумного будинку

Abstract

Метою кваліфікаційної роботи є розробка та реалізація автоматизованої системи моніторингу якості повітря для інтеграції в інфраструктуру «розумного будинку» з можливістю передачі даних у мобільний додаток. У першому розділі проведено аналітичний огляд концепції «розумного будинку» та проаналізовано тенденції розвитку відповідних технологій. Особливу увагу приділено інтелектуальним системам управління мікрокліматом, зокрема моніторингу якості повітря як одному з ключових елементів забезпечення комфорту та безпеки в житлових приміщеннях. У другому розділі розглянуто процес проєктування автоматизованоїсистеми моніторингу якості повітря. Обґрунтовано вибір архітектури системи, апаратного забезпечення та принципи модульного підходу, що забезпечують масштабованість і можливість інтеграції з іншими компонентами екосистеми «розумного будинку». У третьому розділі реалізовано функціональну частину системи на основі мікроконтролера Arduino. Створено алгоритми збору, обробки та аналізу даних із сенсорів температури, вологості та рівня забруднення повітря. Забезпечено автоматичне керування пристроями залежно від поточних параметрів мікроклімату. У четвертому розділі розроблено мобільний застосунок на платформі Android, який слугує зручним інтерфейсом взаємодії користувача з системою. Забезпечено можливість перегляду даних у реальному часі, що дозволяє оперативно реагувати на зміни стану повітря та підвищує рівень обізнаності користувача. У п’ятому розділі проаналізовано перспективи розвитку системи, зокрема її розширення шляхом впровадження модулів аналітики, алгоритмів машинного навчання та підвищення рівня інтеграції з іншими системами автоматизації житлового середовища. У загальних висновках зазначено, що запропонована система моніторингу якості повітря відповідає сучасним вимогам до інтелектуальних технологій, демонструє ефективність, зручність у користуванні та високий потенціал для подальшого вдосконалення. У додатках наведено слайди комп’ютерної презентації та копію тез з апробацією роботи.The purpose of the qualification work is to develop and implement an automated air quality monitoring system for integration into the "smart home" infrastructure with the ability to transfer data to a mobile application. The first chapter provides an analytical review of the "smart home" concept and analyzes the trends in the development of relevant technologies. Special attention is paid to intelligent microclimate control systems, in particular air quality monitoring as one of the key elements of ensuring comfort and safety in residential premises. The second chapter considers the process of designing an automated air quality monitoring system. The choice of system architecture, hardware and the principles of a modular approach are justified, ensuring scalability and the possibility of integration with other components of the "smart home" ecosystem. In the third section, the functional part of the system based on the Arduino microcontroller isimplemented. Algorithms for collecting, processing and analyzing data from temperature, humidity and air pollution sensors are created. Automatic control of devices is provided depending on the current microclimate parameters. In the fourth section, a mobile application on the Android platform is developed, which serves as a convenient interface for user interaction with the system. The ability to view data in real time is provided, which allows for quick response to changes in air conditions and increases the level of user awareness. In the fifth section, the prospects for the development of the system are analyzed, in particular, its expansion by introducing analytics modules, machine learning algorithms and increasing the level of integration with other residential automation systems. The general conclusions indicate that the proposed air quality monitoring system meets modern requirements for intelligent technologies, demonstrates efficiency, ease of use and high potential for further improvement. The appendices contain slides of a computer presentation and a copy of the abstracts with the approval of the work.