Розроблення цифрового багатофункціонального пристрою для планування тривалих чергувань та оцінки стану особового складу в екстремальних умовах: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

У кваліфікаційній роботі здійснено проектування апаратного і програмного забезпечення цифрового пристрою, призначеного для оптимізації планування тривалих чергувань та оперативного моніторингу навколишнього середовища під час виконання завдань особовим складом поліції. Пристрій поєднує в собі функції прецизійного реального часу (годинник-будильник), а також модулі цифрової термометрії та барометрії для контролю екстремальних кліматичних умов на місцях дислокації підрозділів. Апаратно-програмну архітектуру пристрою побудовано на базі мікроконтролера AVR ATmega32, який координує роботу трьох вимірювальних каналів: хронометричного (RTC мікросхема DS1307 через інтерфейс I2C), термометричного (цифровий давач DS18B20 через шину 1- Wire) та барометричного (аналоговий давач MPX4115, підключений до вбудованого АЦП). Візуалізація даних здійснюється на алфавітно-цифровому РК-дисплеї формату 16×2. Програмне забезпечення МК реалізує циклічний збір телеметрії та підтримує інтерактивне меню для конфігурування часу, календаря, будильника та форматів відображення. Засобами САПР Proteus розроблено електричну принципову схему та комп’ютерну модель цифрового пристрою. Створено алгоритм функціонування системи та програмне забезпечення мікроконтролера ATmega32 в середовищі WinAVR. Комплексне моделювання, тестування та аналіз працездатності розробленого пристрою в різних режимах роботи проведено за допомогою симулятора Proteus ISIS. The qualification work involved designing the hardware and software of a digital device designed to optimize the planning of long shifts and operational monitoring of the environment during the performance of tasks by police personnel. The device combines precision real-time functions (alarm clock), as well as digital thermometry and barometry modules to monitor extreme climatic conditions at the locations of units. The hardware and software architecture of the device is based on the AVR ATmega32 microcontroller, which coordinates the operation of three measurement channels: chronometric (RTC chip DS1307 via I2C interface), thermometric (digital sensor DS18B20 via 1-Wire bus) and barometric (analog sensor MPX4115, connected to the built-in ADC). Data visualization is carried out on a 16×2 alphanumeric LCD display. The MK software implements cyclic telemetry collection and supports an interactive menu for configuring time, calendar, alarm clock and display formats. An electrical schematic diagram and a computer model of a digital device were developed using Proteus CAD. The system operation algorithm and ATmega32 microcontroller software were created in the WinAVR environment. Comprehensive modeling, testing, and analysis of the performance of the developed device in various operating modes were carried out using the Proteus ISIS simulator.