Інформаційна система моніторингу мікроклімату в приміщенні

Abstract

У наш час люди багато часу проводять у закритих приміщеннях, особливо під час роботи, де проводять більше 8 годин на день, за таких умов питання мікроклімату приміщень стає дуже актуальне. Системи моніторингу мікроклімату можуть допомогти виявляти та вирішувати проблеми, що пов'язані зі здоров'ям та комфортом людей, які працюють в приміщеннях [2]. Вони дають можливість відслідковувати показники мікроклімату, такі як температура, вологість, рівень CO2 та інші, що дозволяє регулювати параметри для забезпечення здорового та комфортного середовища для праці та життя [1]. Також системи моніторингу мікроклімату можуть бути корисними для підприємств, які займаються виробництвом та зберіганням продуктів, ліків та інших матеріалів, для яких важлива оптимальна температура та вологість. Ці системи можуть забезпечувати надійний контроль над умовами зберігання та транспортування цих матеріалів, що дозволяє зберегти їх якість та підвищити термін їх придатності. З вище сказаного можна зробити висновок що проблема дуже обширна та актуальна і найкращим рішенням є створення доступної для більшості системи моніторингу мікроклімату. Однак багатьох людей зупиняє не лише вартість, а й важкий у розумінні та використанні інтерфейс або взагалі його відсутність. Для цього в нашому проекті розроблено зручний веб застосунок, який легкий у розумінні та доступний на всіх девайсах. Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є розроблення інформаційної системи моніторингу мікроклімату у приміщеннях. Основними задачами для досягнення мети є: • Аналіз предметної області: засади досліджень, на основі чого здійснюється вимірювання мікроклімату, тощо. • Пошук та аналіз існуючих систем, опис їх переваг та недоліків • Здійснення системного аналізу, побудова дерева цілей, визначення типу систем за допомогою методу аналізу ієрархій • Аналіз наявних програмних засобів та вибір засобів розроблення системи • Створення програмного забезпечення • Тестування програмного застосунку та формування висновків щодо проведеної роботи Об’єкт дослідження – процес вимірювання та моніторингу мікроклімату, та створення програмного застосунку для системи . Предмет дослідження – методи та засоби для моніторингу мікроклімату. Під час виконання дипломної роботи буде створена система моніторингу мікроклімату навколишнього середовища з передаванням даних по Wi-Fi [3]. Дана робота виконується на базі мікроконтролера ESP8266, а саме на платі WeMos D1 Mini. Моніторинг даних, таких як температура, вологість, атмосферний тиск, географічні координати пристрою (широта та довгота, висота над рівнем моря) відбувається за допомогою різних датчиків. На основі виміряних даних (атмосферного тиску), використовуючи метод найменших квадратів, мікроконтролер обчислює значення ймовірності покращення або погіршення погоди (кожні 10 хвилин). Після того, як дані будуть зібрані, вони автоматично відправляються мікроконтролером на хмаркову базу даних Firebase з певним інтервалом (1 секунда). Використовуючи бібліотеку React.js, створено веб-додаток відповідно, який отримують дані з бази даних, і дозволяє переглянути їх у зручному для користувача інтерфейсі.Nowadays, people spend a lot of time in closed rooms, especially during work, where they spend more than 8 hours per day, in such case, the issue of microclimatic premises becomes very relevant. Microclimate monitoring systems can help identify and solve problems related to the health and comfort of people working indoors [2]. They make it possible to monitor microclimate indicators such as temperature, humidity, CO2 level and others, which allows you to adjust parameters to ensure a healthy and comfortable environment for work and life [1]. Also, microclimate monitoring systems can be useful for enterprises engaged in the production and storage of products, medicines and other materials for which optimal temperature and humidity are important. These systems can provide reliable control over the conditions of storage and transportation of these materials, which allows maintaining their quality and increasing their shelf life. From the above, it can be concluded that the problem is very extensive and urgent, and the best solution is to create a microclimate monitoring system accessible to the majority. However, many people are stopped not only by the cost, but also by an interface that is difficult to understand and use. For such situations, our project has developed a convenient web application that is easy to understand and available on all devices. The purpose and objectives of the research.The purpose of this work is to develop an information system for monitoring the indoor microclimate. The main tasks for achieving the goal are: • Analysis of the subject area: principles of research, on the basis of which microclimate measurement is carried out, etc. • Search and analysis of existing systems, description of their advantages and disadvantages • Carrying out a system analysis, building a tree of goals, determining the type of systems using the method of analyzing hierarchies • Analysis of available software tools and selection of system development tools • Creation of software • Testing the software application and forming conclusions about the work performed The object of research is the process of measuring and monitoring the microclimate, and creating a software application for the system. The subject of research is methods and means for microclimate monitoring. A microclimate monitoring system with Wi-Fi data transmission will be created during the thesis [3]. This work is performed on the basis of the ESP8266 microcontroller, namely on the WeMos D1 Mini board. Monitoring of data such as temperature, humidity, atmospheric pressure, geographical coordinates of the device (latitude and longitude, altitude above sea level) is done with the help of various sensors. Based on the measured data (atmospheric pressure), using the method of least squares, the microcontroller calculates the probability of improvement or deterioration of the weather (every 10 minutes). After the data is collected, it is automatically sent by the microcontroller to the Firebase cloud database at a certain interval (1 second). Using the React library.js, a web application was created accordingly, which receives data from the database and allows you to view them in a user-friendly interface. Key words: microclimate, microclimate monitoring, humidity, temperature, pressure, work capacity

List of used literature sources. 1. Фаббрі, К. (2018). Мікроклімат в приміщенні. In: Pretelli, M., Fabbri, K. (eds) Historic Indoor Microclimate of the Heritage Buildings. [Електронний ресурс]– Режим доступу: https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-319-60343-8_2 2. Мікроклімат виробничих приміщень та вплив мікроклімату на працездатність людини. [Електронний ресурс]– Режим доступу: http://km.dsp.gov.ua/news/3669-mkroklmat-virobnichih-primschen-ta-vpliv-mkroklmatu-na-pracezdatnst-lyudini.html 3. А. Антіпенко, Т. Басюк Інформаційна система дистанційного моніторингу кліматичних умов. Збірник тез доповідей IV Міжнародної науково-практичної конференції «Інформаційна безпека та інформаційні технології», 2022 р., м. Львів. С. 297-300.