КурсоваяАвтоматизацияГод: 2025РТУ МИРЭА: МИРЭА – Российский технологический университет
👁 17💼 1

Готовая курсовая: Поддержание влажности в оранжерее

Загружена: 18.02.2026 15:53

Модель клиент‑серверной SCADA-системы для поддержания заданной влажности воздуха и почвы в оранжерее. Реализованы Modbus‑TCP сервер на Python (pyModbusTCP), клиентская визуализация в MasterSCADA 4D, логирование и аварийная сигнализация — пригодно для использования в учебных проектах и демонстраций.

Содержание

Введение	4
Техническое задание на курсовой проект	5
1.	Изучение предметной области	6
2.	Проектирование автоматизированной системы	9
3.	Реализация автоматизированной системы	17
Заключение	27
Список использованных источников	27
Приложение A	29

Введение

В рамках курсовой работы необходимо разработать автоматизированный процесс поддержания заданного уровня влажности в оранжерее. Автоматизированная система управляет поливом почвы с помощью оросителя, принимая решения на основе текущей и желаемой влажности. Кроме того, система включает регулировку форточек для подачи свежего воздуха, основываясь на температуре и уровнях влажности воздуха.
Для моделирования данного технического процесса требуется создать клиент-серверное приложение. Все операции управления будут выполняться на стороне сервера, в то время как клиент сможет устанавливать желаемые параметры, такие как уровень влажности воздуха и почвы, а также частоту проверки этих показателей. Пользователь также будет получать информацию о неисправностях и проблемах, возникающих в оранжерее.
Цель работы: Реализовать автоматизированную систему поддержки заданной влажности в оранжерее.
Для достижения цели поставлены следующие задачи:
	изучить процессы в оранжерее;
	спроектировать поведение автоматизированной клиент-серверной системы;
	реализовать автоматизированную клиент-серверную систему;

Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были достигнуты поставленные задачи. Проведен анализ предметной области, на основании которого была спроектирована архитектура системы. В соответствии с полученной архитектурой была реализована автоматизированная система поддержки заданной влажности в оранжерее. Таким образом, поставленная цель достигнута, и система может быть применена на практике.

Список литературы

1.	Статья в википедии «Промышленный протокол Modbus» [Электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Modbus Дата обращения (13.12.2023)
2.	Статья «Влажность воздуха в гроубоксе» [Электронный ресурс] URL: https://agrodom.com/advice/vlazhnost-vozdukha-v-groubokse/?ysclid=lrri11zlxz614105164 Дата обращения (12.12.2023)
3.	Статья «Правильный микроклимат: температура и влажность в теплице» [Электронный ресурс] URL: https://homeli.ru/dvor-i-sad/teplitsy/temperatura-i-vlazhnost-v-teplitse.html Дата обращения (12.12.2023)
4.	Статья «Автоматизируем теплицу на Linux» [Электронный ресурс] URL: https://habr.com/ru/companies/wirenboard/articles/695752/ Дата обращения (15.12.2023)
5.	Статья «Автоматизация системы полива для теплиц с помощью датчиков влажности почвы» [Электронный ресурс] URL: https://decagon.ru/soil/greenhouse-automation/?ysclid=lrrhp0lrr474657137 Дата обращения (15.12.2023)
6.	Статья «Автоматическая оросительная система на Arduino Uno» [Электронный ресурс] URL: https://microkontroller.ru/arduino-projects/avtomaticheskaya-orositelnaya-sistema-na-arduino-uno/#:~:text=Принцип%20работы%20датчика%20влажности%20почвы,и%20тем%20меньше%20ее%20сопротивление Дата обращения (15.12.2023)
7.	Онлайн документация по MasterSCADA 4D [Электронный ресурс] URL: https://support.mps-soft.ru/Help-web/index.html?shkala_ai.html Дата обращения (25.12.2023)
8.	Библиотека pyModbusTCP документация [Электронный ресурс] URL: https://pymodbustcp.readthedocs.io/en/stable/ Дата обращения (14.12.2023)
9.	Видеоурок «pyModbusTCP - the easy way to a Modbus TCP server with Python» [Электронный ресурс] URL: https://www.youtube.com/watch?v=FYPQgnQE9fk Дата обращения (15.12.2023)
10.	Примеры использования библиотеки pyModbusTCP [Электронный ресурс] URL: https://python.hotexamples.com/examples/pyModbusTCP.server/ModbusServer/-/python-modbusserver-class-examples.html Дата обращения (20.12.2023)
11.	Работа с потоками, ответ «Как сделать фоновый отсчет времени на Python» [Электронный ресурс] URL: https://ru.stackoverflow.com/questions/1548225/Как-сделать-фоновый-отсчет-времени-на-python?ysclid=lrrh9abq7f286571129 Дата обращения (16.12.2023)
12.	Статья «Работа с медиа файлами в MasterSCADA 4d» [Электронный ресурс] URL: https://masterscada.ru/faq/playsound?ysclid=lrrhl6mh6b313632979 Дата обращения (20.01.2024)
13.	 Статья в википедии «SCADA» [Электронный ресурс] URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/SCADA Дата обращения (24.01.2024)

Подробное описание

📘 О чем эта работа

Курсовая посвящена разработке автоматизированной системы поддержания заданного уровня влажности в оранжерее. Объектом является микроклимат оранжереи, предмет — программно реализованный клиент‑серверный процесс управления поливом и вентиляцией, реализованный через Modbus‑TCP и визуализированный в MasterSCADA 4D.

📚 Что внутри

В работе подробно описаны архитектура и реализация серверной и клиентской частей:

  • Серверная часть на Python с использованием библиотеки pyModbusTCP: локальный Modbus‑TCP сервер, инициализация регистров, чтение/запись holding/coils, пример кода с threading.Timer и обработкой KeyboardInterrupt.
  • Протокол и отображение регистров: holding registers для температуры и уровней влажности (регистры 1–3, 6–7), настройки расписания (9–12) и coils для состояний форточек, оросителя и статуса (4,5,8,13,14).
  • Клиентская часть в MasterSCADA 4D: интерфейс оранжереи с интерактивными форточками и оросителем, вкладки «Процесс автоматизации», «События управления оборудованием», окна статуса датчиков, графики изменения параметров и журналы событий.
  • Логика управления: сравнение желаемых и текущих значений, автоматическое включение/выключение оросителя и открытия/закрытия форточек по расписанию; симуляция естественных процессов (изменение температуры/влажности за тик).
  • Аварийные механизмы: уведомления в журнале с приоритетами (100/500/750/900), звуковая сигнализация при выходе датчика из строя, плавное мигание индикатора, архивирование параметров и событий.
  • Примеры начальных значений и поведения: температура 30°C, желаемая влажность воздуха 35%, текущая 30%, желаемая влажность почвы 50%, текущая 40%; при включённом оросителе влажность почвы растёт на 0.5 за тик, при открытых форточках воздух остывает/осушается на 0.1 за тик, при закрытых — температура растёт на 0.16 и влажность на 0.1.

📊 Для кого подходит

Полезна студентам и преподавателям профильных направлений: информатика, автоматизация технологических процессов, АСУ ТП; может использоваться как демонстрационный проект для лабораторных, курсовых и практических занятий по SCADA и промышленным протоколам.

✨ Особенности

Практическая ценность работы заключается в готовой реализации клиент‑серверного взаимодействия по Modbus‑TCP, реальных примерах отображения регистров в SCADA, готовом Python‑сервере с обработкой расписания (threading.Timer), механизмами архивации и аварийной сигнализации, а также наглядной визуализацией и ролями пользователей (администратор/агроном).

❓ Частые вопросы

Подойдет ли для моего ВУЗа?
Структура соответствует требованиям курсовой работы: введение, техническое задание, проектирование, реализация, заключение и список литературы.

Можно адаптировать?
Да. Компоненты легко перенастроить: адреса регистров, временные интервалы (мин/сек), пороговые значения влажности и логику управления можно менять в коде и на клиенте.