Ανάπτυξη Συστήματος Ζωντανής και Ασύρματης Παρακολούθησης Αισθητήρων με Πρόβλεψη Μετρήσεων

Abstract

Σκοπός αυτής της εργασίας είναι η ανάπτυξη του PRISM (Predictive Realtime Industrial Sensor Monitor), ενός ασύρματου συστήματος ζωντανής παρακολούθησης αισθητήρων σε διάφορα βιομηχανικά σενάρια, με έμφαση σε αισθητήρες μαγνητικών πεδίων, και μεταλλικές κατασκευές. Το σύστημα αυτό βασίζεται σε μικροελεγκτές ESP32 για την οδήγηση των αισθητήρων, ενώ η ασύρματη επικοινωνία υλοποιείται με την χρήση του πρωτοκόλλου MQTT (Message Queue Telemetry Transport). Επιπλέον, το λογισμικό αυτό παρέχει αλγορίθμους πρόβλεψης μελλοντικών μετρήσεων σε πραγματικό χρόνο. Το σύστημα PRISM είναι υλοποιημένο στην γλώσσα C++ για την επίτευξη βέλτιστων επιδόσεων, χαμηλής χρήσης υπολογιστικών πόρων, και φορητότητας σε διάφορες πλατφόρμες, π.χ. Raspberry Pi. ​ Αρχικά, θα γίνει μια σύντομη ανάλυση του θεωρητικού υποβάθρου των ηλεκτρομαγνητικών αρχών που διέπουν τους αισθητήρες AMR, οι οποίοι θα χρησιμοποιηθούν στο πειραματικό μέρος αυτής της εργασίας, για την λήψη δεδομένων. Στην συνέχεια θα περιγραφεί η ανάπτυξη των drivers των αισθητήρων LSM303DLHC,της εφαρμογής που θα χειρίζεται την αποστολή δεδομένων απο το ESP32 στον client του PRISM, καθώς και η σχεδίαση της συσκευασίας του αισθητήρα. Μετά θα γίνει αναλυτική παρουσίαση της αρχιτεκτονικής και της ανάπτυξης του συστήματος PRISM. Στο τέλος θα δοθούν μια τεχνική κριτική για την υλοποίηση όλων των προαναφερθέντων συστημάτων, τα συμπεράσματα που μπορούμε να εξάγουμε απο τις ληφθείσες μετρήσεις, καθώς και τα GitHub Repositories που αναπτύχθηκαν.