Роботизована система керування процесами життєзабезпечення житлового будинку

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена вирішенню актуальної задачі підвищення енергоефективності та рівня комфорту в житлових будинках шляхом розробки адаптивної роботизованої системи керування. У роботі удосконалено математичну модель теплового балансу приміщення, яка, на відміну від існуючих, враховує нелінійну залежність тепловтрат від швидкості вітру. На основі розробленої моделі синтезовано адаптивний алгоритм керування на базі нечіткої логіки (Fuzzy Logic), що дозволяє мінімізувати перерегулювання температури та адаптуватися до зовнішніх збурень. Практична частина включає розробку програмно-апаратного комплексу на базі мікроконтролера ESP32, використання протоколу MQTT для обміну даними та створення інтерфейсу користувача в середовищі Home Assistant. Результати моделювання та експериментальних досліджень на макеті підтвердили, що впровадження системи дозволяє знизити енергоспоживання на опалення на 15.5%, забезпечуючи окупність проекту протягом одного опалювального сезону.The qualification work is devoted to solving the urgent problem of improving energy efficiency and comfort in residential buildings by developing an adaptive robotic control system. The paper improves the mathematical model of the thermal balance of the room, which, unlike the existing ones, takes into account the nonlinear dependence of heat loss on wind speed. Based on the developed model, an adaptive control algorithm based on fuzzy logic (Fuzzy Logic) was synthesized, which allows minimizing temperature overregulation and adapting to external disturbances. The practical part includes the development of a software and hardware complex based on the ESP32 microcontroller, the use of the MQTT protocol for data exchange and the creation of a user interface in the Home Assistant environment. The results of modeling and experimental studies on the layout confirmed that the implementation of the system allows you to reduce energy consumption for heating by 15.5%, ensuring the payback of the project during one heating season.