Проектування та розробка UI-системи IoT для керування компонентами розумного дому

Abstract

Об’єктом дослідження є процес дистанційного керування пристроями розумного дому. Предметом дослідження є IoT-система керування та її інтерфейсна частина, яка реалізує взаємодію між користувачем та апаратними компонентами через мережевий протокол. Робота складається із чотирьох розділів. У першому розділі здійснено детальний аналіз предметної області, зокрема огляд сучасних IoT-платформ і принципів їх роботи, досліджено архітектуру розумного дому та сформульовано технічне завдання із обґрунтуванням вибору апаратної бази. Другий розділ присвячений проєктуванню IoT-системи: побудовано загальну архітектуру, виконано функціональне моделювання, проєктування користувацького інтерфейсу та логічної моделі взаємодії компонентів. У третьому розділі описано реалізацію програмної частини, вибрано інструменти розробки, наведено приклади клієнтського коду, а також представлено створення сенсорних та виконавчих вузлів для IoT-системи. Четвертий розділ містить методику та результати тестування розробленої системи, а також рекомендації щодо її впровадження в реальні умови. Кваліфікаційна робота на тему «Проєктування та розробка UI-системи IoT для керування компонентами розумного дому» присвячена створенню користувацького інтерфейсу для дистанційного керування елементами системи розумного дому. Метою роботи є проєктування та реалізація користувацького інтерфейсу для дистанційного керування елементами системи розумного дому з використанням архітектури IoT. У роботі наведено опис апаратної та програмної складових системи, архітектуру взаємодії між UI та пристроями через MQTT-брокер, а також реалізацію прототипу інтерфейсу. The paper contains 66 pages, 40 figures, 3 tables, 11 listings, 23 references, and 2 appendices. INTERNET OF THINGS, USER INTERFACE, DEVICE MANAGEMENT, MQTT, SMART HOME, IOT SYSTEM, REMOTE ACCESS. The object of research is the process of remote control of smart home devices. The subject of the study is the IoT control system and its interface part, which implements the interaction between the user and hardware components via a network protocol. The work consists of four sections. In the first section, a detailed analysis of the subject area is carried out, in particular, an overview of modern IoT platforms and the principles of their operation, the architecture of a smart home is investigated and a technical task is formulated with a justification for the choice of hardware base. The second section is devoted to the design of the IoT system: the general architecture is built, functional modeling, the design of the user interface and the logical model of component interaction are performed. The third section describes the implementation of the software part, selects development tools, provides examples of client code, and presents the creation of touch and execution nodes for an IoT system. The fourth section contains the methodology and results of testing the developed system, as well as recommendations for its implementation in real conditions. The qualification work on the topic “Design and development of an IoT UI system for controlling smart home components” is devoted to the creation of a user interface for remote control of smart home system elements. The aim of the work is to design and implement a user interface for remote control of smart home system elements using IoT architecture. The paper describes the hardware and software components of the system, the architecture of interaction between the UI and devices via an MQTT broker, and the implementation of a prototype interface.