Розробка автоматизованої системи керування вентиляцією приміщення

Abstract

Метою кваліфікаційної роботи є розробка автоматизованої системи керування вентиляцією приміщення для підтримки оптимальної якості повітря на основі даних із сенсорних пристроїв. Актуальність обраної теми зумовлена зростанням вимог до створення комфортного, безпечного та енергоефективного середовища у житлових, офісних та виробничих приміщеннях, особливо в умовах нових викликів, пов’язаних із пандемією, зміною клімату та енергоощадністю. У роботі проведено аналіз існуючих систем моніторингу якості повітря, розглянуто класифікацію вентиляційного обладнання, а також вивчено сучасні технології керування параметрами середовища. Розроблено структурну схему системи на базі мікроконтролера Arduino Nano з використанням сенсорів температури, вологості, освітленості, тиску, якості повітря (MQ135) та модуля Wi-Fi (ESP8266) для передавання даних на хмарний сервіс ThingSpeak. Вибрано виконавчий пристрій – рекуператор ВЕНТС ВУТ2-200-П, що забезпечує ефективну вентиляцію з утилізацією тепла. Створено програмне забезпечення в середовищі Arduino IDE, яке реалізуєзбір, обробку, передавання та візуалізацію параметрів повітря з урахуванням адаптивної логіки керування. Реалізовано механізми стабільної передачі даних із урахуванням можливих збоїв зв’язку. Особливу увагу в роботі приділено питанням безпеки – охороні праці, нормам електробезпеки, санітарно-гігієнічним вимогам та поведінці у надзвичайних ситуаціях. Запропоноване технікопрограмне рішення може бути ефективно впроваджене в офісних та виробничих приміщеннях з метою поліпшення мікроклімату, зниження енергозатрат і підвищення добробуту персоналу. В додатках наведено публікації за темою кваліфікаційної роботи на міжнародній науково-практичній конференції здобувачів вищої світи і молодих вчених "Інформаційні технології у сучасному світі" у 2025 році.The purpose of the qualification work is to develop an automated room ventilation control system to maintain optimal air quality based on data from sensor devices. The relevance of the chosen topic is due to the growing requirements for creating a comfortable, safe and energy-efficient environment in residential, office and industrial premises, especially in the face of new challenges related to the pandemic, climate change and energy efficiency. The paper analyzes existing air quality monitoring systems, considers the classification of ventilation equipment, and examines modern technologies for controlling environmental parameters. A block diagram of a system based on the Arduino Nano microcontroller using temperature, humidity, light, pressure, air quality sensors (MQ135) and a Wi-Fi module (ESP8266) for data transmission to the ThingSpeak cloud service was developed. An actuator was selected - a VENTS VUT2-200-P recuperator that provides efficient ventilation with heat recovery. Software has been created in the Arduino IDE environment that implements the collection, processing, transmission and visualization of air parameters, taking into account adaptive control logic. Mechanisms for stable data transmission are implemented, taking into account possible communication failures. Particular attention is paid to safety issues such as labor protection, electrical safety standards, sanitary and hygienic requirements, and behavior in emergency situations. The proposed hardware and software solution can be effectively implemented in office and production facilities to improve the microclimate, reduce energy costs, and increase staff well-being. The appendices contain publications on the topic of the qualification work at the international scientific and practical conference of higher education students and young scientists "Information Technologies in the Modern World" in 2025.