Зюляєв Д. Д., магістр; Кубов В. І., к.ф.-.м.н., доцент;Мусіенко М. П., д.т.н., професор

Чорноморський державний університет ім. П. Могили (м. Миколаїв)

Розподільна мікропроцесорна система моніторингу температури в корпусах університету з використанням мережі Ethernet

1.1.Обґрунтування напрямку роботи

Контроль температурних режимів в приміщеннях і корпусах великої організації або навчального закладу є необхідною складовою підвищення ефективності теплопостачання та енергозбереження. Одна з проблем дистанційного контролю обумовлена необхідністю організації фізичного середовища передачі даних від вимірювальної точки до центра збору інформації, і відповідними додатковими витратами на організацію зв'язку. У більшості великих установ і перш за все в університетах вже є фізичне середовище передачі даних у вигляді локальної комп'ютерної мережі Ethernet. Це дозволяє звести до мінімуму витрати на організацію зв'язку між елементами системи використовуючи існуючу мережу.

Основним елементом пропонованої системи є Web-cepвep на базі мікропроцесорної плати MK-duino [1] розробленої студентами та співробітниками університету з процесором ATmega8 і Ethernet-адаптера MMX-ENC28J60 [2]. Для програмування Web-сервера використовується відкрите середовище Arduino [3] з відкритими бібліотеками вихідних кодів на мові C і C + +. Web-cepвep зібраний в невеликому корпусі розмірами близько 8см-5см-3см і має гнізда: підключення мережевого дроту, дроту датчиків температури і кабелю живлення 5V. Використання цифрових датчиків температури типу DS1820 дозволяє підключати практично необмежену кількість датчиків паралельно. У конкретної реалізації обмеження на кількість датчиків обумовлені обмеженнями на максимальну довжину інформаційних рядків сформованих Web-сервером (зараз 16 датчиків). Як блок живлення використовується блок живлення зарядного пристрою мобільного телефону. Використання недорогих і доступних компонентів для Web-cepвepa дозволило мінімізувати його вартість.

Роботою системи керують два сервера збору даних (основний і резервний). Сервер збору даних фігурує в якості клієнта для Web-cepвepa та із заданою періодичністю (приблизно раз на хвилину) опитує всі контрольовані точки. Результати вимірювань фіксуються на жорсткому диску сервера збору даних, і далі можуть бути оброблені і перетворені в графіки в пакеті Excel за допомогою спеціально розроблених макросів. У розроблюваній системі передбачений вихід в мережу Internet, що дозволяє контролювати роботу системи не тільки з внутрішньої мережі, а й з будь-якої точки.

Мікропроцесорний Web-cepвep дозволяє не тільки реєструвати температуру, але і управляти електричним устаткуванням (нагрівачі, насоси, клапани та ін.)

Експериментальний варіант системи моніторингу температурних режимів розгорнуто в Чорноморському державному університеті ім. Петра Могили (м. Миколаїв) і проходить дослідну експлуатацію починаючи з квітня 2011 року. Отримані попередні дані по варіаціям температури в корпусах університету в весняний та літній період. Відпрацьовуються питання обробки й подання даних, підвищення надійності та стійкості системи та її окремих компонент до впливу збурюючих факторів.

2.Узагальнення результатів та проблем при розробці

2.1.Обробка результатів показань датчиків за певний період

По результатам отриманих даних в період з 28.05.2011 по 08.06.2011 було створено графіки, які відображають коливання температур в різних приміщеннях ЧДУ ім. Петра Могили. Рис.1.

Рис. 1. Графіки замірів температур в період від 28.05.2011 по 08.06.2011

Проаналізувавши графіки ми бачимо, що найнижча температура спостерігається в районі 5-6 години ранку, а найвища о 12 годині. Ці дані дають можливість аналізувати ступінь обігріву та тепло ізоляції приміщення. Контролювати коли було включено автономне опалення університету. З графіку бачимо що читальна зала є найбільш холодне приміщення в університеті середнє температурне значення 20°С ця температура є допустимою для роботи студентів.

2.2. Проблеми при розробці та завдання для подальшого вдосконалення системи

Головною проблемою з якою стикається любий розробник це стабільність системи.

Дана розробка не стала винятком, головними проблеми які встали в процесі роботи датчиків:

1)електро-магнітні випромінення, які спотворюють сигнал від датчиків

2)зависання контролера в ході некоректного запиту з локальної мережі

3)втрата налаштувань MAC та IP адресів в результаті стрибка напруги

Завданнями на майбутнє являється розробка централізованого сайту для контролю за температурою, який буде доступний з мережі Інтренет. Вдосконалення програми для мікроконтролера для запам’ятовування денних вимірів до внутрішньої пам’яті. А також пошук можливих помилок у роботі контролера, та системи отримання та зберігання даних.

3. Висновки

В ході розробки системи спостереження за температурою було досліджено коливання температури у комплексі споруд ЧДУ ім. Петра Могили. Створено графічні показання, намічені нові напрямки для подальшої розробки системи.

Література:

1.MK-duino. // http:Wmk-duino.narod.ru

2.MMX-ENC28J60 // IntCom, 2010. http:Wwww.intcorn.ua.

3.Arduino. // http:W www.arduino.ee