Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: Magistrsko delo vsebuje analizo in razvoj prototipa za nadgradnjo ogrevalnega sistema, pri katerem smo sledili dvema ciljema: povezati ogrevalni sistem v internetno omrežje s pomočjo tehnologije interneta stvari in optimizirati ogrevalni sistema. Za dosego ciljev smo raziskali vse potrebne tehnologije, programska orodja in strojno opremo. Pri implementaciji smo uporabili programsko platformo Home Assistant, s katero smo razvili glavni krmilnik na strojni opremi Raspberry Pi 4. V okviru platforme Home Assistant smo integrirali dodatna programska orodja: Cloudflare za vzpostavitev varne povezave na oblačni strežnik in s tem ustvarjanje varnega tunela do glavnega krmilnika, Node-RED, s katerim smo razvili programsko kodo za povezavo z napravami Modbus in optimizacijo sistema vključno s PID krmilnikom, InfluxDB za bazo podatkov vseh spremenljivk našega ogrevalnega sistema, Grafano za vizualizacijo podatkov iz baze, Google SDK za integracijo Googlovega pomočnika na Home Assistant. Na krmilnik smo povezali naprave prek protokola Modbus TCP/IP (angl. Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Daikin krmilnik za dostop do toplotne črpalke Daikin Altherma HT, Siemens sobni termostat. Za spremljanje porabe električne energije smo razvili merilnik porabe na modulu ESP32, ki smo ga povezali na kontakte S0 analognega števca. Programsko kodo C++ smo povzeli in prilagodili ter povezali prek protokola MQTT na Home Assistant. Razvili smo tudi simulacijski model, s pomočjo katerega smo preverjali nastavitve PID krmilnika. S statistično analizo smo preverili, ali so podatki po optimizaciji sistema resnično potrdili pričakovane rezultate glede zmanjšanja porabe električne energije, manjšega vtoka ogrevalne vode ter sprememb sobne temperature. Prototip smo preverjali v celotnem ogrevalnem obdobju, le-ta je deloval zanesljivo brez izpadov. Za oddaljeni dostop smo uporabljali Home Assistant pomočnika in Googlovega pomočnika. Optimizacija ogrevalnega sistema se je izkazala za zelo uspešno, kar smo potrdili z meritvami spremenljivk, predvsem porabe električne energije. Ugotovili smo, da se v prehodnem obdobju ogrevanja poraba znatno zmanjša. Na podlagi tega smo prepričani, da bomo na dolgi rok podaljšali življenjsko dobo toplotne črpalke ter prispevali k trajnostni naravnanosti našega sistema ogrevanja.
Ključne besede: internet stvari (IoT), pametni dom, ogrevanje, Home Assistant, Node-RED, PID.
Objavljeno v DKUM: 22.11.2024; Ogledov: 0; Prenosov: 38
Celotno besedilo (9,03 MB)