Введение 5
ГЛАВА 1. Обзор оборудования для разработки программно-аппаратных комплексов 7
1.1. Сведения об устройствах подавления телекоммуникационных
сигналов 7
1.1.1. Типы подавителей сигналов по форм-фактору 7
1.1.2. Сфера применения и диапазоны подавителей 8
1.2. Выбор оборудования для программно-аппаратного комплекса 10
1.2.1. Анализ характеристик платы Arduino Uno 10
1.2.2. Анализ характеристик модуля беспроводной связи NRF24L01 11
1.2.3. Анализ характеристик модуля беспроводной связи
NRF24L01+PA+LNA 12
1.2.4. Подключение модулей беспроводной связи к Arduino Uno 14
1.2.5. Анализ характеристик платы WEMOS D1 и модуля ESP8266 версии ESP-12E 15
ГЛАВА 2. Разработка программного обеспечения генерации сигнала глушения.
Проведение испытаний подавителя сигналов в разных диапазонах 18
2.1. Разработка программно-аппаратного комплекса на основе интерфейсов myRIO 18
2.1.1. Конфигурация блоков myRIO 18
2.1.2. Настройка передачи данных через Wi-Fi между блоками myRIO .... 21
2.2. Стандарты сотовой связи 2G, 3G и 4G 27
ГЛАВА 3. Разработка программного обеспечения для ESP8266 и для приёмо-передающей системы на базе Arduino Uno и NRF24L01. Проведение испытаний устройств 33
3.1. Разработка подавителя сигналов в диапазоне 2,4 ГГц на основе модуля ESP8266 33
3.1.1. Подготовка к работе с модулем ESP8266 33
3.1.2. Загрузка прошивки и краткое описание функционала ESP8266 34
3.2. Разработка программно-аппаратного комплекса на основе плат Arduino Uno и модулей беспроводной связи NRF24L01 45
3.2.1. Проверка качества связи между модулями 45
3.2.2. Приём и передача данных 50
3.2.3. Испытания ESP8266 на устройстве для прослушивания эфира 57
Заключение
Список литературы 62
Приложения
Телекоммуникации получили очень широкое распространение, сотовый телефон теперь - это шпаргалка для школьника, дополнительные помехи для лётчика, и вечно звонящий аппарат во время киносеанса или спектакля. Поэтому устройства глушения востребованы, к примеру, как в учебных заведениях, так и в концертных залах.
Большое распространение подавители сигнала получили в России. В РФ закон не запрещает распространение подавителей сотовой связи и GPS. Формально при использовании подавителя связи следует лишь соблюдать некоторые правила и зарегистрировать устройство в госкомиссии по радиочастотам (ГКРЧ).
На российском рынке существует масса компаний, специализирующихся на продаже подавителей радиосигнала. Спектр предлагаемых устройств также разнообразен: существуют приборы для частного использования и аппаратные комплексы, способные глушить связь на больших территориях.
Примечательно, что чем шире становятся возможности по распространению сигнала, тем большее развитие имеют устройства, способные его глушить. Количество же предложений от продавцов таких спецсредств говорит само за себя - подавители сигналов весьма востребованы как частными лицами, так и крупными компаниями и госучреждениями.
Сейчас большое распространение подавители сотового сигнала получили в учебных заведениях. Сотовый телефон может стать отличным помощником для тех, кто любит списать на экзамене, а для других - фактором, отвлекающим от получения нужных ученику и студенту знаний. К примеру, устройства глушения активно применяются при проведении ЕГЭ с 2013 года. Также многие аудитории в университетах оснащены устройствами, подавляющими любой вид беспроводного сигнала.
К блокировке сотового сигнала часто прибегают в офисах компаний, для спокойного протекания рабочего процесса. Кроме того, устройства глушения очень полезны на совещаниях, поскольку позволяют сохранить конфиденциальность обсуждаемых сведений.
Подавители сотового сигнала активно применяют в борьбе с терроризмом. К примеру, летом 2015 года этими устройствами были оборудованы 294 досмотровых зон московского метрополитена. Устройства позволят глушить радиосигнал в случае обнаружения бомбы. Поскольку чаще всего для активации взрывного устройства террористы используют телефон.
Актуальность данной работы заключается в важности разработки помехоустойчивых каналов связи. Для тестирования таких каналов необходима раз-работка программно-аппаратных комплексов для создания помех и для проверки устойчивости работы каналов связи. Одним из вариантов таких комплексов являются системы подавления телекоммуникационных сигналов.
Таким образом, целью данной работы является разработка и исследование системы подавления телекоммуникационных сигналов, работающей в разных диапазонах частот.
Для достижения данной цели необходимо решить следующие задачи:
• Разработать программно-аппаратные комплексы на основе интерфейсов myRIO, а также на основе плат Arduino Uno и модулей беспроводной связи NRF24L01 для проверки системы подавления телекоммуникационных сигналов;
• Разработать программное обеспечение генерации сигнала глушения при помощи LabVIEW;
• Разработать подавитель сигналов в диапазоне 2,4 ГГц на базе модуля ESP8266;
• Провести испытания программно-аппаратного комплекса для подавления телекоммуникационных сигналов;
• Провести испытания подавителя сигналов на базе модуля ESP8266.
В результате выполнения работы были разработаны программно-аппаратные комплексы на основе интерфейсов myRIO, а также на основе плат Arduino Uno и модулей NRF24L01 для проверки системы подавления телекоммуникационных сигналов. Программное обеспечение для генерации сигнала глушения было разработано при помощи среды разработки LabVIEW. Также разработан подавитель сигналов в диапазоне 2,4 ГГц на базе модуля ESP8266, скетч прошивки создавался в среде Arduino IDE.
Основные выводы, сделанные в ходе данной работы:
• система подавления каналов связи Wi-Fi на частоте 2,4 ГГц может быть реализована как с помощью создания широкополосной помехи в рабочей полосе, так и с помощью доступных модулей Wi-Fi, которые своей работой в определённых режимах перегружают данный канал связи;
• в диапазонах сотовой связи 2G - 4G глушение целесообразно реализовать с помощью широкополосной помехи;
• интеграция модулей ESP8266, NRF24L01 и контроллеров Arduino позволяет создавать недорогие системы подавления сигналов протокола Wi-Fi.
