Решение: Проект "Умный кампус" по Основам проектной деятельности

Предмет: Основы проектной деятельности Тема проекта: Создание автоматизированной системы мониторинга микроклимата в учебных аудиториях «Умный кампус» 1. Обоснование актуальности проекта Соблюдение санитарных норм в университете напрямую влияет на работоспособность студентов и преподавателей. Избыток углекислого газа и нарушение температурного режима снижают концентрацию внимания. Проект предлагает доступное техническое решение для контроля среды, что соответствует курсу на цифровую трансформацию образования в России. 2. Цель и задачи проекта Цель: Разработать и протестировать бюджетный модуль для мониторинга температуры и влажности в учебных помещениях. Задачи: 1. Изучить нормы СанПиН для образовательных учреждений. 2. Подобрать аппаратное обеспечение (микроконтроллер, датчики). 3. Написать программный код для сбора и визуализации данных. 4. Провести замеры в течение учебного дня и проанализировать их. 3. Описание реализации проекта Этап 1: Проектирование системы Для оценки точности измерений используется расчет абсолютной погрешности датчика: \[ \Delta x = |x_{изм} - x_{ист}| \] где \( x_{изм} \) — показание прибора, \( x_{ист} \) — эталонное значение. Этап 2: Техническая сборка Используется платформа на базе отечественных микроконтроллеров или доступных аналогов. Схема включает датчик, передающий сигнал. Зависимость напряжения на выходе аналогового датчика от температуры часто описывается линейной функцией: \[ V_{out} = k \cdot T + b \] где \( V_{out} \) — выходное напряжение, \( T \) — температура, \( k \) и \( b \) — коэффициенты калибровки. Этап 3: Программная часть Алгоритм считывает данные каждые 10 минут. Для сглаживания случайных скачков применяется метод простого скользящего среднего: \[ SMA = \frac{p_1 + p_2 + \dots + p_n}{n} \] где \( p \) — значения последних измерений, \( n \) — количество точек усреднения. 4. Отчет о реализации (результаты) В ходе пилотного тестирования в аудитории было выявлено, что к третьей паре влажность воздуха падает ниже нормы. На основе полученных данных были сформулированы рекомендации по графику проветривания. Это доказывает эффективность внедрения малых инженерных решений для улучшения качества жизни граждан, что является приоритетом технологического развития страны. 5. Экономический расчет Стоимость одного модуля рассчитывается по формуле: \[ C = \sum_{i=1}^{m} c_i + Z \] где \( c_i \) — стоимость комплектующих, \( Z \) — затраты на сборку и настройку. Итоговая стоимость составила менее 1500 рублей, что делает проект масштабируемым для всего университета. Заключение Проект «Умный кампус» демонстрирует, как простые отечественные разработки могут решать повседневные задачи. Реализация таких инициатив способствует вовлечению студентов в научно-техническое творчество и подготовке квалифицированных кадров для цифровой экономики России.