Розроблення системи виявлення шкідливих газів для захисту поліцейських від отруєння при виконанні службових обов’язків: кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

У кваліфікаційній роботі представлено розробку спеціалізованої системи моніторингу повітряного середовища, призначеної для оперативного виявлення небезпечних газоподібних сполук та захисту особового складу правоохоронних органів від гострих інтоксикацій під час виконання службових завдань. Апаратна логіка системи забезпечує чітке розділення станів системи: зелена світлодіодна індикація сигналізує про безпечну екологічну обстановку, тоді як перевищення норм ГДК переводить комплекс у режим тривоги. Аварійне сповіщення є дубльованим і охоплює локальні засоби (звуковий сигнал, червоне світло, LCD та послідовний порт) і віддалений канал зв’язку (надсилання SMS через GSM-інтерфейс), що гарантує високу надійність інформування про загрозу отруєння. Технічну реалізацію системи газового моніторингу виконано на базі МК Arduino Mega 2560 R3. До складу вимірювально-комунікаційного тракту системи входять сенсори аналізу повітря серії MQ, РК-дисплей 1602 та модуль стільникового зв’язку GSM SIMCom SIM900. Практична реалізація проєкту полягала у створенні електричної принципової схеми та моделі газоаналізатора засобами САПР Proteus VSM. Програмне ядро системи, що базується на обчислювальних ресурсах МК ATmega2560, розроблене на мові C/C++ в середовищі Arduino IDE. Фінальним етапом стала комп’ютерна емуляція роботи системи в Proteus ISIS, що дозволило відстежити динаміку обробки сигналів сенсорів та роботу інтерфейсів зв’язку в режимі реального часу. The qualification work presents the development of a specialized air environment monitoring system designed for the prompt detection of dangerous gaseous compounds and the protection of law enforcement personnel from acute intoxication while performing official duties. The hardware logic of the system provides a clear separation of system states: a green LED indication signals a safe environmental situation, while exceeding the maximum permissible concentrations puts the complex into alarm mode. The emergency notification is duplicated and includes local means (sound signal, red light, LCD and serial port) and a remote communication channel (sending SMS via GSM interface), which guarantees high reliability of informing about the threat of poisoning. The technical implementation of the gas monitoring system was carried out on the basis of the Arduino Mega 2560 R3 microcontroller. The system's measurement and communication path includes MQ series air analysis sensors, a 1602 LCD display, and a SIMCom SIM900 GSM cellular communication module. The practical implementation of the project consisted in creating an electrical schematic diagram and a model of the gas analyzer using Proteus VSM CAD software. The software core of the system, based on the computing resources of the ATmega2560 microcontroller, was developed in C/C++ in the Arduino IDE environment. The final stage was computer emulation of the system in Proteus ISIS, which allowed us to track the dynamics of sensor signal processing and the operation of communication interfaces in real time.