Розробка системи менеджменту і моніторингу споживання електроенергії

Abstract

Кваліфікаційна робота бакалавра має наступні структурні частини: вступ, п'ять розділів, висновки, список використаних джерел та додатки. Перший розділ "Дослідження та аналіз предметної області" містить огляд джерел, присвячених системам моніторингу енергоспоживання та сучасним підходам до реалізації IoT-рішень. Розглянуто протоколи комунікації, апаратні компоненти, вимоги до точності та надійності таких систем. Проведено аналіз існуючих рішень, на основі чого сформовано вимоги до проєктованої системи. Другий розділ "Проєктування системи" включає підрозділи: "Загальна структура та взаємозв'язки компонентів системи", "Функціональні можливості системи", "Проєктування API", "Проєктування користувацьких інтерфейсів". У розділі описано архітектуру системи, визначено її основні функції, розроблено структуру REST API та інтерфейси для взаємодії з користувачем через десктопний додаток та Telegram-бот. Третій розділ "Програмна реалізація" охоплює реалізацію всіх програмних компонентів: серверної частини з базою даних, десктопного клієнта та Telegram-бота. Використано стек Python (FastAPI, SQLite, matplotlib, paho-MQTT), C++ (ImGui, CPR, paho-MQTT). Розглянуто роботу планувальника, запити до API, збереження даних, відображення історичних графіків, а також функціональність керування реле у реальному часі. Четвертий розділ "Апаратна реалізація" складається з підрозділів: "Складові пристрою", "Схема підключення мікроконтролера", "Головна прошивка ESP32", "Калібрування вимірювань". Розглянуто побудову апаратної частини на базі ESP32, використання сенсорів струму (ACS712), напруги (ZMPT101B), реле HW-307. Детально описано прошивку, яка забезпечуєвимірювання параметрів енергоспоживання та комунікацію через MQTT. П'ятий розділ "Тестування та впровадження" містить розгляд процесу перевірки функціонування всієї системи: тестування MQTT-зв'язку, REST API, бази даних, десктопного клієнта та Telegram-бота. Наведено результати перевірки функціональності, точності та стабільності, а також описано впровадження усіх компонентів системи.