📄Работа №200755
Тема: Разработка оконечного устройства на основе стандарта LoRaWAN
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
электротехника
Объем:
72 листов
Год:
2017
Просмотров:
37
4720
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 10
1.1 Анализ технического задания 10
1.2 Обзор аналогов 11
1.2.1 Wi-Fi 11
1.2.2 ZigBee 12
1.2.3 Z-Wawe 13
1.2.4 GSM 15
1.3 Описание оборудования 16
1.3.1 Отладочные платы семейства Arduino 18
1.3.2 Отладочная плата Arduino Uno (версия R3) 20
1.3.3 Сравнительная характеристика Arduino Uno, Raspberry PI и
BeagleBone 27
1.3.4 Программирование Arduino 32
1.3.5 Среда программирования Adruino IDE. Язык Arduino 33
1.3.6 Модуль Bluetooth HC06 для Arduino 36
1.3.7 Цифровой датчик температуры DS18B20 38
1.4 Описание беспроводной сети LoRaWAN 39
2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ■ "
2.1 Принцип работы устройства измерения температуры 47
2.2 Пример работы устройства измерения температуры 54
2.3 Расчет основных метрологических характеристик 56
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПЛАТЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ПРОГРАММА С КОММЕНТАРИЯМИ
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 10
1.1 Анализ технического задания 10
1.2 Обзор аналогов 11
1.2.1 Wi-Fi 11
1.2.2 ZigBee 12
1.2.3 Z-Wawe 13
1.2.4 GSM 15
1.3 Описание оборудования 16
1.3.1 Отладочные платы семейства Arduino 18
1.3.2 Отладочная плата Arduino Uno (версия R3) 20
1.3.3 Сравнительная характеристика Arduino Uno, Raspberry PI и
BeagleBone 27
1.3.4 Программирование Arduino 32
1.3.5 Среда программирования Adruino IDE. Язык Arduino 33
1.3.6 Модуль Bluetooth HC06 для Arduino 36
1.3.7 Цифровой датчик температуры DS18B20 38
1.4 Описание беспроводной сети LoRaWAN 39
2. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ■ "
2.1 Принцип работы устройства измерения температуры 47
2.2 Пример работы устройства измерения температуры 54
2.3 Расчет основных метрологических характеристик 56
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ПЛАТЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. ПРОГРАММА С КОММЕНТАРИЯМИ
📖 Введение
Актуальность и перспективность применения беспроводных технологий с обратной связью на основе LoRaWAN высока. Она разработана в 2015 г. и используется в программах «умный дом», «умный офис» и «умный город», так как без оконечных устройств эти программы не имеют смысла. За рубежом это очень развито и используется практически везде. В России данная технология реализована в инновационном городе - Иннополис. Они применяются для измерения, отображения и передачи данных. Оконечное устройство на основе LoRaWAN идеально подходит для решения данной проблемы. Существующие беспроводные технологии связаны с большими затратами на оборудование, передачу данных, оплату трафика и ограниченным расстоянием. Для решения поставленных проблем был разработан стандарт LoRaWAN.
Преимущества LoRaWAN:
• поддержка протокола для энергосберегающих WAN-сетей;
• возможность передавать информацию на большие расстояния;
• долгий срок жизни аккумулятора;
• не требует больших инфраструктурных вложений;
• мобильность в радиусе действия;
• безопасность (128 кодирование);
• фактически бесплатный трафик;
• относительная простота (рассчитан на неподготовленного пользователя).
Цель выпускной квалификационной работы: разработать оконечное устройство со стандартом LoRaWAN на примере датчика температуры с возможностью ее регулирования исполнительными устройствами.
Для достижения выше поставленной цели нужно решить следующие задачи:
1. Анализ существующих беспроводных сетей.
2. Изучение преимуществ беспроводной сети LoRaWAN.
3. Исследование приборов, применяемых при построении беспроводных сетей.
4. Изучение топологии способов построения систем с помощью беспроводной сети LoRaWAN.
5. Разработать конструкцию оконечного устройства и печатную плату.
Преимущества LoRaWAN:
• поддержка протокола для энергосберегающих WAN-сетей;
• возможность передавать информацию на большие расстояния;
• долгий срок жизни аккумулятора;
• не требует больших инфраструктурных вложений;
• мобильность в радиусе действия;
• безопасность (128 кодирование);
• фактически бесплатный трафик;
• относительная простота (рассчитан на неподготовленного пользователя).
Цель выпускной квалификационной работы: разработать оконечное устройство со стандартом LoRaWAN на примере датчика температуры с возможностью ее регулирования исполнительными устройствами.
Для достижения выше поставленной цели нужно решить следующие задачи:
1. Анализ существующих беспроводных сетей.
2. Изучение преимуществ беспроводной сети LoRaWAN.
3. Исследование приборов, применяемых при построении беспроводных сетей.
4. Изучение топологии способов построения систем с помощью беспроводной сети LoRaWAN.
5. Разработать конструкцию оконечного устройства и печатную плату.
✅ Заключение
Итогом работы стало устройство измерения температуры на основе отладочной платы Arduino Uno с передачей данных на смартфон по Bluetooth. Устройство соответствует всем предъявленным требованиям, имеет рабочий диапазон температур от -45 °C до 85 °C и является полностью работоспособным. Данный диапазон подходит для измерения уличной температуры практически в любом месте, за исключением зимы в Алтайском крае и Якутии, так как там температура бывает ниже -45 °C. Значение температуры без каких-либо сбоев и помех передается по связи Bluetooth на смартфон в приложение связи с Arduino «Remote XY». Дальность связи достигает 30 м при прямой видимости.
Были изучены различные отладочные платы семейства Arduino и сделан выбор: разработка велась на плате Arduino Uno (версия R3). Далее была подобрана элементная база с учетом предлагаемого принципа работы устройства и выбранной отладочной платы, в нее вошли термистор, резистор, модуль связи Bluetooth HC06, двусторонняя макетная плата для пайки и соединительные провода.
В ходе работы над устройством был собран макет, затем устройство было спаяно и установлено в заранее изготовленный корпус. Корпус сделан таким образом, что защищает устройство от попадания влаги и пыли, но позволяет подключать его к компьютеру для настройки без разборки корпуса.
Собранное устройство измерения температуры было запрограммировано в среде Arduino IDE.
Для разработанного устройства был произведен расчет основных метрологических характеристик: абсолютной погрешности, относительной погрешности, приведенной погрешности и вариации.
Были изучены различные отладочные платы семейства Arduino и сделан выбор: разработка велась на плате Arduino Uno (версия R3). Далее была подобрана элементная база с учетом предлагаемого принципа работы устройства и выбранной отладочной платы, в нее вошли термистор, резистор, модуль связи Bluetooth HC06, двусторонняя макетная плата для пайки и соединительные провода.
В ходе работы над устройством был собран макет, затем устройство было спаяно и установлено в заранее изготовленный корпус. Корпус сделан таким образом, что защищает устройство от попадания влаги и пыли, но позволяет подключать его к компьютеру для настройки без разборки корпуса.
Собранное устройство измерения температуры было запрограммировано в среде Arduino IDE.
Для разработанного устройства был произведен расчет основных метрологических характеристик: абсолютной погрешности, относительной погрешности, приведенной погрешности и вариации.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.