Список получаемых знаний и формируемых навыков:
- системы и их свойства (понятие элементов системы и связей между элементами системы, виды обратных связей в системах, эффекты запаздывания, управление системами и т.п.)
- измерительные системы (элементы измерительных систем, построенных с использованием IoT технологий),
- Arduino - платформа для прототипирования IoT решений (конструкция, возможности, интерфейсы, особенности работы),
- датчики и актуаторы (принципы работы, характеристики, конструкция, интерфейсы и т.п)
- программное обеспечение, используемое для создания IoT решений (IoT агент, плагин на компьютере, сервер интенета вещей, облачные сервисы и т.п.)
- установка и настройка IoT агента,
- создание web-интерфейсов для работы с IoT системами,
- настройка серверных решений,
- настройка плагина предварительной обработки данных,
- настройка и программирование облачных сервисов обработки данных,
- навыки монтажа элементов Iot системы с Arduino в качестве базового элемента,
- настройка беспроводных каналов передачи данных
- навыки программирования на С++.
Ознакомьтесь с общим описанием лабораторной работы, функциональными возможностями лабораторной установки и ее конструкцией.
Описание работы
Общая схема лабораторной работы:
1. Организуется область пространства, содержащая:
* слой песка (или другого гигроскопичного материала),
* над слоем песка свободное воздушное пространство, непосредственно переходящее в воздушное пространство лабораторного помещения (без отделения их герметичными перегородками); возможен вариант формирования микропарника, отделенного от среды лаборатории герметичной перегородкой.
2. Организуется управляемая система полива песка, распределение полива может контролироваться.
3. В объеме песка находится несколько датчиков влажности, над поверхностью песка в нескольких точках находятся датчики влажности и температуры воздуха.
4. Управление всей системой и съем параметров сред осуществляется с использованием Arduino, компьютера и т.п. Отображение всех процессов производится в документе-шаблоне.
Функционал лабораторной установки
Лабораторная установка позволяет:
* формировать различные микроструктуры гигроскопического слоя (переменная глубина слоя, переменные параметры гигроскопичного материала и т.п.)
* задавать различные характеристики полива (точечный полив, площадной полив, полив различной интенсивности (как точечный, так и площадной, равномерный и неравномерный полив (по пространству), неравномерный полив по времени.
* фиксировать в реальном времени показания с датчиков и отображать их в виде графиков
* управлять с помощью web-интерфейса процессом полива
* отображать экспериментальные данные в шаблоне работы (как в режиме реального времени, так и в режиме вывода данных за выбранные отрезки времени)
Компоненты лабораторной установки
1. Плата Arduino
|
|
2. Датчики физических величин
|
|
3. Микронасосы
4. Каркас и штанги для позиционирования датчиков
5. Поддон для формирования гигроскопичной среды
6. Ситема формирования распределения полива
7. Проводка для установки
8. Компьютер
9. Монитор, клавиатура, мышь
10. Защитные экраны
11. Элементы креплений
12. Основание лабораторной установки (рабочая площадка).
13. Индикаторы режимов работы установки
14. Резервуар для воды, трубки-водопроводы
15. Инструменты для подготовки и формирования слоя гигроскопичного материала.
Необходимо ознакомиться со всеми элементами лабораторной установки (идентифицировать, подержать в руках).
Схема лабораторной установки
Ознакомиться со схемой лабораторной установки, идентифицировать ее части.
Алгоритм работы с лабораторной установкой, ожидаемые конечные результаты работы.
0. Собрать лабораторную установку
1. Настроить подключение установки к серверу интернета вещей.
2. Подготовить рабочее пространство эксперимента на web-странице:
создать таблицы, создать и разместить управляющие элементы, создать и разместить интерфейсы отображения экспериментальных данных.
3. Включить питание установки.
4. Зафиксировать начальные показания всех приборов (до начала полива).
5. Задать параметры полива: тип разбрызгивателя и его размещение (все данные занести в таблицу конфигурации эксперимента.
6. Наблюдать динамику процесса. Фиксировать интересные особенности процесса в текстовой форме.
7. Сохранить данные эксперимента.
Вопросы по работе
Сборка лабораторной установки
Сделать в 4-5 ключевых точках сбора установки фотографии, показывающие этапы ее сборки.
В качестве дополнительного задания к данному этапу работы:
"Разработка и изготовление с помощью 3D принтера датчика измерения интенсивности осадков (полива)".
Подключение лабораторной установки к IoT, настройка программ, создание интерфейсов управления установкой и отображения данных.
Ознакомиться со справочной информацией
|
1. Установить IoT агент на компьютер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|