Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы




Скачать 29.71 Kb.
НазваниеРазработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы
Дата публикации05.05.2014
Размер29.71 Kb.
ТипДокументы
uchebilka.ru > Информатика > Документы

РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ СИСТЕМ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ АТМОСФЕРЫ

Варзар Р. Л., Харитонов А. Ю.
Донецкий национальный технический университет




Источник: Комп’ютерний моніторинг та інформаційні технології - 2009 / Збірка матеріалів п’ятої всеукраїнської науково-технічної конференції студентів, аспірантів та молодих науковців. - Донецьк, ДонНТУ - 2009, с. 124.



Представим себе такую задачу: необходимо управлять внутренним микроклиматом огромного здания, в котором несколько сотен помещений или, например, снимать данные о погоде с удаленных датчиков, расположенных на крыше здания. В первом случае придется тянуть сотни проводов к «главному компьютеру», который будет анализировать атмосферу внутри помещений и управлять обогревателями, увлажнителями, распределением тепла в отопительной системе. Во втором случае нужно тянуть кабель в труднодоступных местах или по улице. Эти задачи решаются проще применением цифровой радиосвязи.

На сегодняшний день используется стандарт промышленной связи ZigBee, стандарт IEEE 802.15.4. Устройства ZigBee работают на той же частоте, что и Wi-Fi – 2.4 ГГц, но имеют упрощенный протокол связи и собираются на более дешевых элементах. Согласно определению IEEE, 802.15.4 — это стандарт для низкоскоростных частных радиосетей — Low Rate Wireless Personal Area Network (LR-WPAN). Всего за ним закреплено 27 каналов в трех эфирных диапазонах. Общий для всего мира на частоте 2,4 ГГц (16 каналов), дополнительный для США на 915 МГц (10 каналов) и такой же на 868 МГц для Европы (один канал). Скорость передачи данных между устройствами зависит от числа занятых каналов и колеблется от 20 до 256 кбит/с. Модуляция сигнала — сдвигом фазы, в двух нижних диапазонах просто бинарным, а на 2,4 ГГц — квадратурным (OQPSK; Offset Quadrature Phase-Shift Keying). Доступ к каналу — по контролю несущей (CSMA; Carrier Sense, Multiple Access). Дальность связи внутри здания – до 100 метров.

Автором был разработан комплекс для измерения температуры в помещениях с использованием технологии ZigBee. Этот комплекс представляет собой некоторое количество однотипных блоков, внутренняя структура которых представлена на рис. 1.


Рисунок 1 – Структурная схема блока, входящего в состав комплекса для измерения температуры с беспроводной связью

Описание компонентов:

  1. Блок питания – источник постоянного напряжения 9 вольт (батарейка, аккумулятор, сетевой блок питания)

  2. Датчик температуры – цифровой датчик DS18B20 фирмы Dallas Semiconductor

  3. Микроконтроллер – ATmega8 фирмы Atmel. Выполняет несколько функций: считывание данных с датчика температуры, связь с компьютером через порт RS-232 и с другими аналогичными блоками с помощью RF-модуля

  4. Программатор – построен на микросхеме фирмы Maxim – MAX232, нужен для программирования микроконтроллера и изменения адреса устройства

  5. Порт RS-232 – также построен на микросхеме MAX232, которая используется для согласования уровней сигналов RS232 и TTL. Сам порт необходим для связи блока с компьютер и используется, если данный блок выполняет функцию «сервера»

  6. RF-модуль – микросхема беспроводной связи ZigBee фирмы Atmel – AT86RF230. Подключается к микроконтроллеру через интерфейс SPI.

  7. Антенна – любая совместимая с устройствами Wi-Fi

Все блоки однотипные. Один из блоков назначается «сервером», остальные – «клиентскими блоками». Каждому блоку выдается свой уникальный адрес, так как совокупность этих устройств будет представлять собой сеть.

Программа, установленная на компьютере, к которому подключен «серверный блок» посылает ему следующие команды: опрос имеющихся в сети блоков и готовности их к обмену данными; считывание температуры с удаленного блока; определение состояния источника питания удаленного блока; определение качества сигнала; изменение адреса устройства (может пригодится для создания подсетей); посылка сообщения компьютеру, если он подключен к «клиентскому блоку»; аварийный сброс контроллера удаленного блока.

Максимальное количество устройств в одной сети – 65536 вместе с «серверным блоком», с которого тоже можно считать информацию о температуре.

Контролер ATmega8 можно заменить на любой другой с бóльшим количеством портов, к которым можно подключить датчики или исполнительные устройства, например, датчики влажности, давления, освещенности, микрофон, реле, светодиоды, динамики.

С помощью таких устройств можно построить «Умный дом» любой конфигурации, следить за погодой, собирать роботов и даже управлять сложными технологическими процессами.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы iconЛекция 14 Тема: Разработка сппр для систем экологического мониторинга...
Обобщенная математической модель сппр для систем мониторинга была положена в основу разработки компьютерной сппр для системы экологического...

Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы iconОптимизация использования радиочастотного спектра при использовании...
Поповский В. В., Шостко И. С. (кафедра телекоммуникационных систем Харьковского национального университета радиоэлектроники)

Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы iconПроблемы внедрения современных систем управления в телекоммуникациях и методы их решения
Показаны причины, затрудняющие внедрение современных систем управления связью, которыми являются: задержка в получении статистики,...

Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы icon1. Общие положения Общие сведения о процедуре Запроса Предложений
По выбору поставщиков приборов для измерения параметров базовых станций и систем синхронизации сети

Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы iconАнализ математических моделей радиоканалов для реализации mimo технологий...
Все это свидетельствует о необходимости дальнейшего развития систем беспроводной связи в направлении значительного увеличения их...

Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы iconЭлектродинамика и распространение радиоволн
Целью дисциплины эдиррв является изучение основ теории макроскопической электродинамики, ее применение для анализа электромагнитных...

Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы iconПостановка задачи
Целью настоящей статьи является разработка методики расчета осредненных кинематических параметров в диапазоне основных эксплутационных...

Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы iconКлючевые слова: прогноз экологического риска, потенциал загрязнения...
Применение вероятностного подхода к оценке экологической опасности высокого уровня загрязнений атмосферы

Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы iconИнструкция по эксплуатации Введение
Этот новый беспроводной термометр состоит из базовой станции с комнатными датчиками для комнатной температуры и удаленного датчика...

Разработка и применение систем беспроводной связи для измерения параметров атмосферы iconРазработка методики расчета и выбор основных параметров электрогидравлического...
Целью работы является разработка методики расчета и выбора основных параметров эгсп с дроссельным регулированием, ориентированной...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
uchebilka.ru
Главная страница


<