Розробка системи «Розумний дім» на основі технологій Інтернету речей

Abstract

UA : Робота викладена на 82 сторінках друкованого тексту, містить 17 рисунків, 11 джерел. Об’єкт дослідження – процес автоматизації та інтелектуального керування інженерними системами житлового приміщення (освітлення, клімат-контроль, охорона) за допомогою розподіленої мережі підключених пристроїв, датчиків та програмних сценаріїв. Мета роботи: створення функціонального прототипу системи «Розумний дім», яка забезпечує централізоване автоматизоване та дистанційне керування побутовими приладами та системами на основі технологій IoT для підвищення комфорту, енергоефективності та безпеки житла. Методи дослідження: методи проєктування вбудованих апаратних систем (вибір та інтеграція мікроконтролерів, датчиків, виконавчих пристроїв), методи розробки прошивок (firmware), програмування back-end сервера керування та front-end вебінтерфейсу, методи проєктування та аналізу бездротових мереж (Wi-Fi, BLE), методи тестування функціональності, надійності та безпеки комплексної IoT-системи. У результаті виконання кваліфікаційної роботи розроблено повноцінну прототипну систему «Розумний дім», яка інтегрує апаратну платформу на базі мікроконтролерів ESP32 з набором датчиків (температури, вологості, руху, освітленості) та виконавчих пристроїв, серверну логіку на Node.js з підтримкою автоматичних сценаріїв та адаптивний вебінтерфейс на React для моніторингу та керування. Розроблений прототип може бути використаний як основа для комерційного рішення в галузях домашньої автоматизації, енергозбереження та розумних міст (smart city).

EN : The work is presented on 82 pages of printed text, 17 figures, 11 references. The object of the study is the process of automation and intelligent control of residential engineering systems (lighting, climate control, security) using a distributed network of connected devices, sensors, and software scenarios. The aim of the study is to create a functional prototype of a “Smart Home” system that provides centralized, automated, and remote control of household appliances and systems based on IoT technologies to enhance comfort, energy efficiency, and home safety. The methods of research include methods of designing embedded hardware systems (selection and integration of microcontrollers, sensors, actuators), methods of firmware development, programming of a back-end control server and a front end web interface, methods for designing and analyzing wireless networks (Wi-Fi, BLE), methods for testing the functionality, reliability, and security of a complex IoT system. As a result of the master’s thesis, a fully functional prototype Smart Home system was developed. It integrates a hardware platform based on ESP32 microcontrollers with a set of sensors (temperature, humidity, motion, light) and actuators, server-side logic on Node.js with support for automated scenarios, and an adaptive web interface on React for monitoring and control. The developed prototype can serve as a foundation for a commercial solution in the fields of home automation, energy conservation, and smart cities.