Автоматизована система керування та моніторингу енергозабезпечення будинку

Abstract

У кваліфікаційній роботі розглянуто систему моніторингу та керування електрозабезпеченням приватного будинку на базі гібридного інвертора, сонячних панелей, акумуляторних батарей LiFePO4 та локального сервера Home Assistant. Основною метою роботи є забезпечення централізованого моніторингу параметрів системи електроживлення та підвищення зручності її експлуатації. У роботі проведено аналіз існуючих рішень резервного та автономного електроживлення, обґрунтовано вибір обладнання та розроблено структуру системи збору даних. Для отримання інформації від інвертора використано мікроконтролер ESP8266, який взаємодіє з інвертором через інтерфейс RS232 та протокол Modbus RTU. Моніторинг параметрів акумуляторних батарей реалізовано за допомогою ESP32, який отримує дані від системи керування батареями через Bluetooth Low Energy. Програмна частина системи побудована на базі ESPHome та Home Assistant. Розроблене рішення забезпечує збір, візуалізацію та аналіз параметрів роботи інвертора, акумуляторів і сонячних панелей, а також створює умови для подальшого розширення функціоналу шляхом додавання нових датчиків і засобів автоматизації.

The qualification thesis considers a monitoring and control system for the power supply of a private house based on a hybrid inverter, solar panels, LiFePO4 battery storage, and a local Home Assistant server. The main objective of the work is to provide centralized monitoring of the power system parameters and improve the convenience of its operation. The thesis includes an analysis of existing backup and autonomous power supply solutions, justification of the selected hardware components, and the development of a data acquisition system architecture. An ESP8266 microcontroller is used to obtain data from the inverter via the RS232 interface and the Modbus RTU protocol. Monitoring of battery parameters is implemented using an ESP32 microcontroller, which receives data from the Battery Management System (BMS) through Bluetooth Low Energy. The software part of the system is based on ESPHome and Home Assistant. The developed solution provides collection, visualization, and analysis of inverter, battery, and solar panel operating parameters, while also enabling further functional expansion through the integration of additional sensors and automation tools.