Автоматизована система управління безпекою будинку

Abstract

У бакалаврській роботі розглянуто процес проєктування автоматизованої системи управління безпекою будинку на основі концепції «Розумний будинок» та технологій Інтернету речей. У роботі проведено аналіз предметної області автоматизованих систем безпеки житлових будинків, розглянуто сучасні охоронні системи, системи контролю доступу, відеоспостереження, пожежного сповіщення та багаторівневі підходи до забезпечення безпеки об’єкта. У дослідженні обґрунтовано вибір технічних засобів системи, зокрема мікроконтролера ESP32, датчиків руху, відкриття дверей і вікон, диму, газу, затоплення, температури та вологості, а також виконавчих пристроїв для локального реагування на небезпечні події. Розроблено структурну схему автоматизованої системи безпеки, визначено її основні рівні, потоки даних і керуючих сигналів. Для формалізації взаємодії користувача та системи використано засоби UML-моделювання. Практична частина роботи зосереджена на розробленні алгоритмічного та програмного забезпечення системи. Визначено функціональні вимоги до програмної частини, розроблено функціональну структуру, алгоритми оброблення охоронних та аварійних подій, структуру даних і програмну реалізацію для мікроконтролера ESP32. Програмне забезпечення забезпечує зчитування сигналів із датчиків, аналіз отриманих даних, визначення режиму роботи системи, активацію виконавчих пристроїв, формування повідомлень користувачу та журналювання подій. Окрему увагу приділено питанням охорони праці, електробезпеки, пожежної безпеки та безпеки в надзвичайних ситуаціях під час монтажу й експлуатації автоматизованої системи безпеки будинку. Запропонована система дозволяє підвищити рівень захищеності житлового об’єкта, забезпечити своєчасне виявлення небезпечних ситуацій і скоротити час реагування на охоронні та аварійні події.

The bachelor’s thesis examines the process of designing an automated home security management system based on the Smart Home concept and Internet of Things technologies. The paper analyzes the subject area of automated security systems for residential buildings, considers modern alarm systems, access control systems, video surveillance, fire alarm systems, and multi-level approaches to ensuring facility security. The study substantiates the selection of technical components of the system, including the ESP32 microcontroller, motion sensors, door and window opening sensors, smoke, gas, flooding, temperature and humidity sensors, as well as actuators for local response to dangerous events. A structural diagram of the automated security system was developed, its main levels, data flows, and control signals were defined. UML modeling tools were used to formalize the interaction between the user and the system. The practical part of the thesis focuses on the development of the algorithmic and software components of the system. The functional requirements for the software part were defined, and the functional structure, algorithms for processing security and emergency events, data structure, and software implementation for the ESP32 microcontroller were developed. The software provides sensor data acquisition, analysis of the obtained data, determination of the system operating mode, activation of actuators, generation of user notifications, and event logging. Special attention is paid to occupational safety, electrical safety, fire safety, and emergency safety during the installation and operation of the automated home security system. The proposed system makes it possible to increase the level of protection of a residential facility, ensure timely detection of dangerous situations, and reduce the response time to security and emergency events.