Курсовая работа 1.1. План работы системы
 Скачать 4.97 Mb.
|
|
2.3 Тестирование системы Тестирование системы будет осуществляться путем активации устройств, созданием условий для активации тех или иных приборов. При понижении температуры датчик DHT11 должен передать соответствующие данные микроконтроллеру, который в свою очередь должен их обработать, основываясь на обработанных показаниях задействовать алгоритмы включения или выключения исполнительных механизмов. Датчик уровня воды должен обнаружить наполнение поддона горшка излишней водой, подать управляющий сигнал на реле, которое в свою очередь замкнёт цепь питания откачным насосом. Данная ситуация исключительно редка, так как объём жидкости в системе автоматического полива не может увеличиться без вмешательства человека. Датчик концентрации газа в воздухе должен определить наличие в воздухе взрывоопасных веществ. Данная мера предосторожности необходима так как в данной системе используется лампа накаливания, разогревающаяся до большой температуры. Температуры колбы достигает 400 градусов Цельсия, однако температура горелки лампы (внутри колбы) достигает значения 1300- 1400 градусов Цельсия. Для того что бы знать значения, выдаваемые датчиками в системе предуссмотрен дисплей, отображающий все параметры в режиме реально времени, с частотой обновления 1 раз в 2 секунды. Так же дисплей служит для информирования о неполадках в системе, таких как повышенная температура, наличие газа в воздухе. В данной системе предусмотрены все возможные показания и условия, из-за которых могут возникнуть те или иные показания датчиков. Система полностью автоматизирована, может работать без вмешательства человека до тех пор, пока не будет потрачена вода в резервуаре системы автоматического полива или не будут устранены условия, потенциально опасные для растения, теплицы и самой системы. В ходе тестирования системы были выявлены некоторые недостатки, связанные со сложностью проектирования системы, осуществляющей автоматизированный ухода за живым существом. Так же одной из проблем тестирования оказалась проблема моделирования, так как датчики не часто используемые и их модели отсутствуют во множестве САПР, а некоторые отсутствуют во всех. Одной из основных проблем была реализация таймера на включение\выключение освещения, однако был составлен алгоритм, обнулящий значение millis();, что решило данную сложность. Так же в процессе тестирования выявилась проблема с датчиком уровня воды, заключающаяся в окислении контактов, в связи с постоянным опросом датчика, соответственно подачей напряжения. Опытным путём установлено что датчик можно опрашивать раз в 2 часа что продлевает срок его службы в несколько десятков раз. Использование дисплея в качестве источника обработанной информации, полученной с датчиков, является лучшим решением, в соотношении стоимость – результат. Наличие оставшихся свободных контактов, как аналоговых, так и дискретных, является неоспоримым плюсом данной системы, так как осталась возможность для индивидуальной доработки системы датчиками и исполнительными механизмами. Максимальная оптимизация кода, подбор дешёвых и распространённых датчиков повиляла на готовую систему положительно. Одним из положительных качеств в данной системы является простота сборки, заключающаяся в отсутствии необходимости точной установки и калибровки небольшого количества датчиков. Алгоритмы программы используют простые алгоритмы, исключающие ошибки и не загружающие процессор, использование гальванической развязки реле исключает возможность помех в работе системы. Тестирование было пройдено успешно и совпало с ожидаемыми результатами. Система может быть введена в эксплуатацию. Полностью собранная система изображена на рисунке 29.  Рисунок 29 Заключение В соответствие с поставленными задачами были получены следующие результаты: — исследованы методы выращивания растений. Определены доступные и простые методы, реализуемые без больших затрат; — отобраны наиболее подходящие компоненты для разработки системы: рассмотрена наиболее популярная платформа разработки – Arduino Nano. Также был обоснован выбор микроконтроллера Arduino Nano; — изучены способы подключения датчиков и модулей; — подробно разобрана Arduino Nano, а также описаны ее входы и выходы; — Разработана программа обрабатывающая цифровые сигналы, аналоговые, а также сигналы, полученные по шине I2C. Рассмотрены некоторые тонкости подключения и эмуляции датчиков и дисплея; — Спроектированы схемы в программе Fritzing. Спроектирована и запущена система в САПР Proteus 8.5. Система автоматизированного управления теплицей позволяет оставлять слишком требовательное к условиям растения без присмотра на неопределённый срок. Система анализирует изменения в микроклимате внутри теплицы и реагирует на на них активируя те или иные компоненты системы, что позволяет удерживать условия выращивания продолжительный период времени. Разработанная система неоспоримо имеет небольшой список недостатков. Самым крупным и серьёзным из этого списка можно выделить энергозависимость. Отключение от питания данной системы обнулит счётчик текущего времени, и цикл дня и ночи начнётся заново. Можно подключить данную систему к источнику бесперебойного питания, однако энергопотребление лампы весьма высокое и не подразумевает использованиекаких-либо источников кроме сетевого. Из данного рассуждения следует что использование аккумуляторов способно только сохранить цикл дня и ночи в системе, питать лампу или вытяжной вентилятор можно только централизованным напряжением. В результате разработанная система — недорогая, простая в установке, эксплуатации и настройке, но самое главное гибкая, что позволяет модифицировать ее без особых усилий и временных затрат практически под любую задачу. Список информационных источников 1. Arduino Software IDE // arduino.cc URL:https://www.arduino.cc/en/Guide/PortableIDE (дата обращения: 15.01.2020) 2. Гуманитарный портал // gtmarket URL: https://gtmarket.ru/ratings/urbanization-index/info (дата обращения 10.01.2020) 3. Arduino // arduino.cc URL : https://www.arduino.cc (дата обращения: 15.01.2020) 4. Википедия – Растениеводство // Wikipedia.ru URL : https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%B5%D0 %BD%D0%B8%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D1%81%D1%82%D0%B 2%D0%BE (дата обращения 11.01.2020) 5. Microsoft Developer: Windows 10 IoT // Microsoft URL:https://developer.microsoft.com/en-us/windows/iot (дата обращения: 16.12.2019) 6. Лещев, С. В Интерфейсы социальной экологии: от технологической конвергенции к интернету вещей. / С. В. Лещев .— 2016 .: ИМЭМО, 2017.— С. 104-112 7. Проектирование автоматизированных систем. // Электронная зональная библиотека УРФУ URL: http://lib.urfu.ru/. (Дата обращения – 12.01.2020) 8. Сервантес Х. Учебник начинающего агронома. Джордж Ван Патенн – БХВ-Петербург, 2017. – 231 с. 9. Блум, Д. Изучаем Arduino Инструменты и методы технического волшебства : Учебное пособие / Д. Блум. - M: БХВ-Петербург, 2018. − 336 с. 10. Геддес, М. 25 крутых проектов с Arduino / М. Геддес. − M. : Эксмо, 2018. − 272 с. 11. Иго, Т. Arduino, датчики и сети для связи устройств / Т. Иго. − M. : БХВ-Петербург, 2017. − 544 с. 12. Монк, С. Программируем Arduino / С. Монк. − M. : Питер, 2016 − 175 с. 13. Ховард, Майкл Как написать безопасный код на С++, Java, Perl, PHP, ASP.NET / Майкл Ховард , Дэвид Лебланк , Джон Виега. − М.: ДМК Пресс, 2014. - 288 c. 14. Петин, В. Проекты с использованием микроконтроллера Arduino / В. Петин. − M. : БХВ-Петербург, 2017. − 457 с. 15. Петин, В. Arduino и Raspberry Pi в проектах Internet of Things / В. Петин. − M. : БХВ-Петербург, 2016. − 314 с. 16. Петин, В. Проекты с использованием микроконтроллера Arduino / В. Петин. − M. : БХВ-Петербург, 2017. − 457 с. 17. Сомер, У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino 2-е издание / У. Сомер. − M.:БХВ-Петербург, 2017. − 288 с. 18. Сомер, У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino 2-е издание / У. Сомер. − M.:БХВ-Петербург, 2017. − 288 с. 19. Установка и настройка Arduino IDE // All-arduino URL:https://allarduino. ru/arduino-ide/ (дата обращения: 10.01.2020) 20. Автоматизация управления теплиц // Онлайн бибилиотека СПбГЭУ URL - http://lib.eltech.ru/files/vkr/2017/bakalavri/3307/2017%D0%92%D0%9A%D0%A03 30711%D0%A5%D0%90%D0%A0%D0%98%D0%A2%D0%9E%D0%9D%D0%9 E%D0%92.pdf. (Дата обращения – 10.01.2020) 21. Датчик температуры и влажности // Arduino-diy URL: http://arduinodiy. com/arduinodatchiki-temperatury-i-vlazhnosti-DHT11-i-DHT22. (Дата обращения – 10.01.2020) 22. Микроконтроллер // myrobot URL: https://myrobot.ru/stepbystep/mc_about.php. (Дата обращения - 04.06.2018) 23. НПФ «Фито »Система управления микроклиматом теплицы (FС серия). http://www.fito-system.ru/upravleniemikroklimatom-teplicy. (Дата обращения – 03.04.2018) 24. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino, Санкт-петербург / Соммер У.:БХВ-Петербург, 2012. – 242с 25. Инвестиционные предложения Россельхозбанка // Сайт Россельхозбанка URL: https://www.rshb.ru/legal/credit/invest/. (Дата доступа – 18.12.2019) 26. Инвестиционные предложения ПАО Сбербанк // Сайт ПАО сбербанк URL: https://www.sberbank.ru/ru/legal/credits/corporative/. (Дата доступа – 18.12.2019) 27. Система управления микроклиматом теплицы. // HABR URL: https://habr.com/post/388837/. (Дата обращения – 20.01.2020) 28. Умная теплица. // Science-start URL : https://sciencestart. ru/ru/article/view?id=811. (Дата обращения – 20.01.2020) 29. Умные теплицы в России. //Онлайн газета Росси URL: https://www.gazeta.ru/business/2017/08/01/10814257.shtml. (Дата доступа 18.12.2019) 30. Arduino NANO // Radioprog URL : http://radioprog.ru/shop/merch/2. (Дата обращения – 28.12.2019) 31. Фреймворк Arduino // platformio URL : https://platformio.org/frameworks/arduino. (Дата доступа – 26.12.2019) 32. Стрекалова, Н. Д, Бизнес-планирование: Уч. пособие/ Н.Д. Стрекалова. С-Пб.:Питер. – 2012. – 352с. у |