УДК 004.7
Применение интернета вещей в зонах отдыха и работы для студентов
Свищёв Андрей Владимирович – старший преподаватель кафедры Практической и прикладной информатики МИРЭА – Российского технологического университета.
Иванова Надежда Антоновна – студент МИРЭА – Российского технологического университета.
Аннотация: Студенты часто проводят своё время между занятиями, делая домашнюю работу или отдыхая в стенах учебного заведения. И зачастую возникает вопрос с поиском свободного места для расположения. Эту проблему можно решить при помощи технологии IoT. С применением этих технологий не придётся тратить время на поиски свободного пространства, наполненность необходимого пространства можно узнать заранее.
Ключевые слова: интернет вещей, IoT, датчики, тайм-менеджмент.
Одной из актуальных проблем для студентов в настоящее время является планирование времени труда и отдыха, в т.ч. окон свободного времени при нахождении в стенах ВУЗа. Цель проекта - найти удобное решение для студентов, чтобы успешно находить свободное пространство в ВУЗе в нужный момент при минимальном количестве затраченного времени.
Проект предполагает использование технологии интернет вещей, где в выделенном пространстве размещаются зоны посадочных мест либо мест отдыха, а умные датчики тепла и движения, размещенные над этими зонами, будут выявлять заполняемость зоны и передавать данные через приложение пользователю о количестве свободных мест.
Реализация проекта предполагает несколько этапов:
- выделение зоны и установление датчиков тепла и движения;
- накопление и обработка результатов данных с датчиков;
- разработка IT-приложения, позволяющего использовать информацию, полученную от датчиков в режиме онлайн и ретро данные (день, неделя, месяц), его апробация и тестирование;
- промышленная реализация (размещение приложения на платформе), установление датчиков в разные зоны и подключение всех точек;
- реклама приложения для привлечения внимания пользователей ВУЗа.
По описанному выше алгоритму взаимодействия IoT датчиков со студентами, составим блок-схему, изображенную на рисунке 1.
Рисунок 1. Блок-схема алгоритма взаимодействия умных датчиков и студентов.
Датчики можно расположить и в местах, посещаемых не только студентами, но и преподавателями, например, в столовых, буфетах, крупных гардеробных. Приложение по поиску свободных зон и оценке наполняемости призвано помочь широкому кругу пользователей.
Давайте поговорим о понятии интернет вещей. Технология IoT объединяет устройства в компьютерную сеть и позволяет им собирать, анализировать, обрабатывать и передавать данные другим объектам через программное обеспечение, приложения или технические устройства. IoT-устройства функционируют самостоятельно, люди настраивают их работу и предоставляют доступ к данным. IoT-устройства при взаимодействии могут создавать умные решения [1].
Принцип работы умных устройств, задействованных в нашем исследовании, следующий: датчик движения посылает в среду импульсивный световой луч, который прерывается при попадании на движущийся объект, а затем возвращается в передатчик. Полученные данные он отправляет на сервер или в облачное хранилище. На рисунке 2 представлены фотографии умных устройств.
Рисунок 2. Умные инфракрасные датчики движения.
В наше время существуют разные параметры IoT датчиков:
- рабочая температура датчика. Для обычного это от -20°С до +30…+40°С. Однако, если температура выше или ниже, необходимо более стойкое к температурным условиям устройство.
- защищённость корпуса. Датчик должен обладать прочным корпусом.
- точность измерений. Иногда необходимо измерять что-то с повышенной точностью. Для этого существуют специальные датчики.
- диапазон измерений. Данный параметр у датчика необходимо выбирать с учетом требуемой необходимой точности и величин.
- стабильность связи. Скорость передачи данных на сервер или облачное хранилище. Датчики, работающие непосредственно без сервера, обладают более высоким уровнем связи. [2]
Исходя из нашего исследования, в ВУЗах стоит использовать датчики, имеющие такие параметры, как диапазон измерений и стабильность связи.
Актуальность исследования связана с тем, что в определенном пространстве одновременно находится большое количество людей с различными целями в течение учебного и рабочего дня.
В газете «Аргументы и факты» проводилось исследование о численности студентов в ВУЗах РФ на 2020/2021г. Информация, полученная в ходе анализа, изображена на рисунке 3 [3].
Рисунок 3. Количество ВУЗов и студентов.
Используя данные, проведём расчеты по количеству студентов, обучающихся в университете на разных формах обучения. На очной форме обучения обучается 60% учащихся, на заочной – 36%, на очно-заочной – 4%. Согласно данных интернет-источников в 2022-м году количество бюджетных мест в ВУЗах было увеличено на 38 тыс. мест, что несомненно увеличивает долю обучающихся на очной форме.
На примере конкретного ВУЗа – РТУ «МИРЭА», где согласно данных сайта «Википедия» обучается не менее 26 000 человек [4], доля обучающихся на интересующей нас очной форме обучения составит не менее 15 600 человек. В день в Университете от 4 до 6 учебных пар, следовательно, в течение дня количество людей более-менее стабильно. Преподавательский состав в можно рассчитывать исходя из того, что на каждые 30 студентов-очников приходится 1 преподаватель, соответственно, около 500-550 преподавателей в день посещает Университет [5]. В целом в стенах университета в разных локациях 7-ми кампусов каждый день находится более 16 000 человек. Это существенная цифра, особенно для крупных кампусов в составе ВУЗа.
Наиболее крупные кампусы РТУ МИРЭА забирают на себя львиную долю очников и несут повышенную наполняемость студентами и преподавателями. Работа столовой, буфета, гардеробной осуществляется непрерывно в течение дня, востребованность зон отдыха и свободных рабочих мест для студентов постоянная. Умное приложение поможет сориентироваться по времени посещения этих мест при наличии у пользователя условий вариативности посещения.
Чтобы удостовериться в сказанном был проведён опрос фокус-группы. В нее вошли студенты очной формы обучения, которые пользуются зонами отдыха в ВУЗе и сталкиваются с проблемой поиска свободного места:
- по РТУ МИРЭА институту ИТ в опросе приняло участие 88 человек;
- по Вузам РФ (СПбГУ, МИФИ, УГНТУ, УГАТУ)- 15 человек.
По теме исследования респондентам был задан ряд вопросов, ниже приведены данные по наиболее значимым вопросам (рисунки 4-6):
Рисунок 4. Когда вы приходите на своём перерыве в чилл-зону (зону отдыха или работы), вы можете найти свободное место?
Рисунок 5. Если вы не нашли место в одной зоне для работы вы пойдёте в другое место искать, где можно расположиться?
Рисунок 6. Стали бы вы пользоваться приложением, в котором будут данные о наполненности необходимого вам пространства для работы и отдыха?
Подводя итоги нашего исследования, следует отметить, что проблема о наполненности пространств для студентов является актуальной. Среди обучающихся ВУЗов выявлена потребность иметь оперативную информацию по свободным местам в зоне, где они хотели бы провести своё время. В этом на помощь им могут прийти технологии интернет вещей. Приложение по поиску свободных зон и оценке наполняемости призвано помочь широкому кругу пользователей.
Список литературы
- Интернет вещей – а что это? [Электронный ресурс] – URL: https://habr.com/ru/post/149593 (дата обращения 13.11.2022).
- Как работают датчики в IoT и чем они отличаются друг от друга. [Электронный ресурс] – URL: https://mcs.mail.ru/blog/datchiki-v-iot-ot-termometrov-do-umnyh-ustrojstv (дата обращения 19.11.2022).
- Статья «Численность студентов и количество мест в вузах России». [Электронный ресурс] – URL: https://aif.ru/society/education/chislennost_studentov_i_kolichestvo_mest_v_vuzah_v_rossii_infografika (дата обращения 13.11.2022).
- МИРЭА – Российский технологический университет. [Электронный ресурс] – URL: https://wikimirea.org/wiki/МИРЭА_—_Российский_технологический_университет (дата обращения 13.11.2022).
- Число студентов СПО приближается к количеству учащихся в вузах. [Электронный ресурс] – URL: https://rsr-online.ru/news/2022/8/8/chislo-studentov-spo-priblizhaetsya-k-kolichestvu-uchashihsya-v-vuzah (дата обращения 13.11.2022).