
Тип работы:	Предмет:	Язык работы:

Разработка встроенного ПО шлюза канала передачи данных

Работа №	139898
Тип работы	Бакалаврская работа
Предмет	робототехника
Объем работы	92
Год сдачи	2023
Стоимость	4750 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено	26

Не подходит работа?

Узнай цену на написание

Содержание

Аннотация 2
Введение 5
1 Обзор состояния вопроса 7
2 Разработка структурной схемы устройства 16
3 Разработка алгоритма функционирования устройства 20
4 Разработка схемы электрической принципиальной 25
5 Разработка ПО для модуля Wi-Fi 43
6 Разработка служебного ПО 64
7 Разработка конструкции устройства 74
8 Экономическая часть 79
Заключение 82
Список используемых источников 83
Приложение А Встроенное ПО 85
Приложение Б Главная страница HTML 90

Введение

Разработанное устройство должно выполнять связь между сетями Wi-Fi и Zigbee. В качестве модуля Zigbee используется модуль E18-MS1-PCB. Шлюз выступает в роли клиента в сети устройств Wi-Fi. В качестве сервера выступает компьютер администратора.
Шлюз выполняет подключение к Wi-Fi сети с помощью мобильного приложения или предварительно указанных в программе SSID и пароля. Шлюз имеет индивидуальный идентификатор, который задается на уровне программы.
Шлюз позволяет проводить подключение с помощью мобильного приложения по протоколу Bluetooth для проведения настройки. Через приложение шлюзу передается информация о сети Wi-Fi, к которому он должен подключаться. Эти параметры сохраняются в память SPIFFS.
В основном цикле программы шлюз работает в режиме конечного устройства в сети Wi-Fi, созданной в помещении. При этом используются SSID и пароль, заданные на этапе настройки.
Шлюз обменивается информацией с сервером, отправляет сообщение серверу по запросу, который содержит перечень устройств в сети, включая идентификатор шлюза и головного модуля Zigbee. Шлюз получает сообщение в ответ от сервера, которое содержит продолжительность времени сна и целевое значение освещенности. Так же шлюз связывается с сервером точного времени. Функционирование устройства осуществляется в пределах описанных функций по временному интервалу - момент опроса статуса сетей помещения с диагностическими целями. Данный временной интервал шлюз получает из ответа от сервера.
Шлюз формирует таблицу для сети Zigbee на основании принятых параметров и передает их по UART в модуль Zigbee.
Каждое отключение питания вызывает сброс и перезапуск модулей.
Сервер занимается формированием сообщения целевому шлюзу и таблицы требуемого состояния устройств. Также на сервера располагается база данных с таблицей, которая содержит данные идентификаторов устройств, время сна, целевые параметры. В таблице предусмотрены резервные поля.

Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!

ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Курсовые Статьи Диплом Рязань

Заключение

В итоге был проведен анализ существующих аналогов, на основе которого были выделены схожие признаки: поддержка различных беспроводных технологий, поддержка питания от напряжения 5 В.
На основе анализа быра разработана информационная инфраструктура, которая включала в себя мобильное приложение, шлюз, сервер и сеть Zigbee.
Разработанная структура устройства включает в себя модули беспроводной связи Bluetooth для взаимодействия с мобильным приложением, Wi-Fi для обмена данными с сервером и Zigbee, для работы с устройствами умного дома. Также устройства включает в себя модули питания и индикации наличия питания, сервисные кнопки и кнопку сброса настроек.
Предложено словесное описание алгоритма работы и его оформление в виде блок-схемы. Алгоритм работы устройства разделен на части, каждая из которых соответствует работе шлюза, мобильного приложения и сервера.
Разработана схема электрическая принципиальная шлюза канала передачи данных в соответствии со структурной схемой. Приведено описание процесса выбора компонентов: в соответствии с рекомендациями производителей или расчеты по формулам.
На основе алгоритма написано основное ПО для модуля ESP32 и вспомогательное ПО в виде мобильного приложения и веб-страницы и скриптов. Проработаны вопросы взаимодействия микроконтроллера ESP32 с сервером, кнопками и модулем ZigBee.
На базе электрической схемы разработана и разведена печатная плата. Подсчитана стоимость комплектующих.

Литература

1. Грингард С. Интернет вещей. Будущее уже здесь. - М.: Издательская группа Точка, 2017. - 224 с.
2. Робачевский А. Интернет изнутри. Экосистема глобальной Сети. - М.: Альпина Паблишер, 2015. - 223 с.
3. Хоровиц, П., Хилл У. Искусство схемотехники. - 2-е изд. - М.: БИНОМ, 2014. - 704 с.
4. Северанс Ч. Как работают компьютерные сети и интернет - М.: ДМК Пресс, 2022. - 116 с.
5. Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - 5-е изд. - СПб.: Питер, 2016. - 992 с.
6. Лопаткин А. В. Проектирование печатных плат в системе Altium Designer. - 2-е изд. - М.: ДМК, 2017. - 554 с.
7. ЧИП и ДИП URL: https://www.chipdip.ru/ (дата обращения: 12.05.2023).
8. Кэмерон Н. Электронные проекты на основе ESP8266 и ESP32: Создание приложений и устройств с поддержкой Wi-Fi. - М.: ДМК Пресс, 2022. - 456 с.
9. Bluetooth URL: https://www.bluetooth.com/ (дата обращения: 11.04.2023).
10. CSA URL: https://csa-iot.org/ (дата обращения: 12.04.2023).
11. EBYTE URL: https://www.cdebyte.com/ (дата обращения: 14.04.2023).
12. ESP32 HTTP GET and HTTP POST with Arduino IDE (JSON, URL
Encoded, Text) // Random Nerd Tutorials URL:
https://randomnerdtutorials.com/esp32-http-get-post-arduino/ (дата обращения: 6.04.2023).
13. ESPRESSIF URL: https://www.espressif.com/ (дата обращения: 10.04.2023).
14. Home Assistant Yellow URL: https://www.home-assistant.io/yellow/ (дата обращения: 14.04.2023).
15. Прохоренюк Н. А. HTML, JavaScript, PHP и MySQL. Джентельменский набор Web-мастера. - 4-е изд. - СПб.: БВХ-Петербург, 2015. - 768 с.
... всего 20 источников