Розроблення цифрового пристрою для визначення аномальної вологості і кислотності грунту при пошуку прихованих об’єктів працівниками поліції: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

У межах кваліфікаційної роботи спроєктовано цифровий пристрій, призначений для моніторингу аномальних показників гідратації та кислотного балансу ґрунту. Апаратна частина забезпечує фіксацію температури, рівня вологості та pH середовища з подальшою візуалізацією даних на РК-моніторі. Передбачено функцію архівації отриманих результатів на зовнішній SD-носій, що активується за допомогою клавіші “STORE”. Проєктування апаратної частини системи моніторингу параметрів ґрунту базується на використанні актуальних електронних компонентів. Ключовим вузлом керування обрано платформу Arduino Uno R3, що функціонує на МК ATmega328. До складу вимірювального комплексу інтегровано сенсори температури та вологості ґрунту, а також підсистему збереження даних. Візуалізація результатів реалізована на символьному РКіндикаторі 1602. Сформульовано та описано методику калібрування сенсора вологості ґрунту. Програмна реалізація проєкту включає функції для взаємодії з вимірювальними датчиками та модулем запису на SD-носій. Керуюче програмне забезпечення розроблено на C/C++ у середовищі Arduino IDE. Валідація працездатності пристрою здійснювалася шляхом імітаційного моделювання в пакеті Proteus ISIS, а також через апробацію на фізичному макеті. Отримані дані підтверджують адекватність обраних алгоритмів та стабільність функціонування пристрою в цілому. As part of the qualification work, a digital device was designed to monitor abnormal indicators of hydration and acid balance of the soil. The hardware part provides recording of temperature, humidity level and pH of the environment with subsequent visualization of data on the LCD monitor. The function of archiving the obtained results to an external SD-carrier is provided, which is activated using the “STORE” key. The design of the hardware part of the soil parameter monitoring system is based on the use of current electronic components. The Arduino Uno R3 platform, which operates on the ATmega328 microcontroller, was chosen as the key control node. The measuring complex integrates soil temperature and moisture sensors, as well as a data storage subsystem. The results are visualized on a 1602 symbolic LCD indicator. A soil moisture sensor calibration method is formulated and described. The software implementation of the project includes functions for interaction with measuring sensors and a recording module on an SD media. The control software is developed in C/C++ in the Arduino IDE environment. Validation of the device's performance was carried out by simulation modeling in the Proteus ISIS package, as well as through testing on a physical model. The obtained data confirm the adequacy of the selected algorithms and the stability of the device's functioning as a whole.