Технічні аспекти розробки вбудованого пристрою «розумного освітлення» на основі мікроконтролера MSP430

Abstract

Актуальність теми дослідження. Освітлення споживає 17,5 % всього об’єму виробленої на Землі електроенергії. В деяких регіонах рівень споживання доходить до 50 %. Вдосконалення елементної бази та алгоритмів автономного керування освітленням дозволяє скоротити споживання більше, ніж вдвічі (до 60 %).

Постановка проблеми. Існуючі на сьогодні пристрої «розумного освітлення» або поставляються у вигляді централізованої системи з закритими керуючими протоколами та потужним обчислювачем, або активно використовують існуючу комунікаційну мережу, яка не завжди передбачає розширення.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Розглянуто централізовані та децентралізовані рішення, в яких детектування людини в приміщенні виконується за допомогою існуючої мережі пристроїв бездротового обміну даними (ZigBee), відеоспостереження, мікрофонів звукового діапазону. Особлива увага – на способи технічної реалізації апаратної та програмної частин, а також, технології та алгоритми, які при цьому використовувалися: вейвлет-перетворення, розпізнавання образів та регуляторів некласичної структури.

Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Досі не розглянутий клас децентралізованих пристроїв «розумного освітлення», які вбудовуються в освітлювальний пристрій, а також використовують спосіб визначення присутності людини на основі властивих її діяльності шумів звукового спектру.

Постановка завдання. Спроектувати дешевий та компактний пристрій «розумного освітлення», який може вбудовуватися локально в кожному приміщенні чи навіть його ділянці. Кожний окремий пристрій повинен мати якомога меншу споживану потужність та мінімальний набір датчиків.

Викладення основного матеріалу. Для попереднього підсилення та фільтрації звукового сигналу розраховано аналоговий смуговий фільтр на основі ОП з однополярним живленням. Експериментально отримані АЧХ спектрів шумів, властивих людській діяльності, з урахуванням виконаної класифікації видів діяльності людини. На основі отаманих АЧХ виконувались налаштування фільтру. Поєднано існуючі інструменти для розробки ПЗ таким чином, що дозволяють розробляти та компілювати проект під будь-якою ОС, не використовуючи при цьому закритого та платного ПЗ.

Висновки відповідно до статті. Виконано виділення критеріїв для порівняння децентралізованих пристроїв «розумного освітлення». Запропоновано структуру пристрою, який є дешевою та масштабованою, та такою, що легко модифікується, альтернативою вже існуючим зразкам. По критерію собівартості сенсорної частини пристрій випереджає аналогічні існуючі.