logo new

Всероссийский молодежный конкурс исследовательских работ и инженерных проектов памяти лётчика-космонавта А.А. Сереброва

Показать все секции

Прототип VR-интерфейса управления энергосистемами

Прототип VR-интерфейса управления энергосистемами Актуальность В процессе колонизации космоса необходимо создавать поселения, жизнедеятельность которых нужно поддерживать энергосистемами. Таким образом возникает потребность в эффективном контроле за состоянием энергоблоков и модулей системы. При создании интерфейсов контроля за большим количеством энергоустановок возникает потребность в удобстве использования этих интерфейсов и их восприятия на интуитивном уровне. Для реализации этой задачи можно использовать VR технологии. Одним из направлений является разработка WebVR интерфейсов. Цель и задачи проекта Целью данной работы является разработать прототип WebVR интерфейса управления промышленными системами, также результаты данной работы могут быть использованы для управления промышленным интернетом вещей: станками, агрегатами, оборудованием и т.д. В частности подобные системы могут быть использованы в реализации задач колонизации космоса. Для разработки данной платформы требуется решить следующие задачи: - изучить существующие разработки по данному направлению; - спроектировать и реализовать логическую и инфологическую модель информационной системы; - выбрать стек технологий для разработки информационной системы; - разработать прототип WebVR-интерфейса управления устройством промышленного интернета вещей, на примере энергостенда, предназначенного для проведения практических занятий по треку Интеллектуальные энергетические системы Национальной технологической олимпиады. Описание На первом этапе была разработана логическая схема работы информационной системы, был выбран следующий стек технологий: для разбора данных, представленных в формате JSON, получаемых от энергостенда был использован язык программирования Python; на языке программирования PHP было реализовано приложение хранения данных на веб-сервере [1], который является информационной системой реализации WebVR-интерфейса [2], моделирующего виртуальный город и реализующего интерфейсы представления данных о потреблении инфраструктуры виртуального города, реализованного в энергостенде [3]. Для реализации VR модели энергостенда был использован фреймворк A-Frame языка программирования JavaScript [4]. В качестве аппаратной платформы, выполняющей обмен данными между API энергостенда и веб-сервером, реализующим VR-локацию, был использован микрокомпьютер Raspberry Pi 4 Model B. На втором этапе была реализована логическая модель, приведенная выше, а также в среде Blender была спроектирована полная копия физического энергостенда для дальнейшей реализации с использованием фреймворка A-Frame. На третьем этапе выполнено тестирование синхронизации данных между энергостендом и веб-сервером, с использованием микрокомпьютера Raspberry Pi 4 Model B. Анализ полученных результатов Результатом работы является VR цифровой двойник космической колонии, разработанный с использованием веб-технологий. По сути, данная работа является элементом метавселенной промышленного интернета вещей, поскольку энергостенд можно квалифицировать, как промышленную установку. Таким образом, используя данную технологию, можно реализовать дистанционное управление станками, агрегатами и другими промышленными устройствами из метавселенной. Литература 1. Прохоренок Н. HTML, JavaScript, PHP и MySQL. Джентльменский набор Web-мастера — СПБ.: Издательство БХВ-Петербург, 2021 2. Дакетт Дж. HTML и CSS Разработка и создание веб-сайтов — М.: Издательство Москва Эксмо, 2013 3. Кузнецов М., Симдянов И. Самоучитель PHP — СПБ.: Издательство БХВ-Петербург, 2018 4. Хавербеке М. Выразительный JavaScript. Современное веб-программирование — СПБ.: Издательство Питер, 2022