АННОТАЦИЯ 2
ОГЛАВЛЕНИЕ 5
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА И ТЕХНОЛОГИИ ПРОМЫШЛЕННОГО
ИНТЕРНЕТА ВЕЩЕЙ 8
1.1 Промышленный интернет вещей 8
1.2 Система интеллектуального электропривода с технологией
промышленного интернета вещей 9
2 ВЫБОР БЕСПРОВОДНОГО СРЕДСТВА ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ 11
2.1 Выбор технологии передачи данных 11
2.2 Протоколы беспроводных сетей 13
2.3 Топологии беспроводных сетей 15
2.4 Классификация беспроводных технологий передачи данных по
дальности действия 18
2.5 Требования к технологиям IoT и IIoT 19
2.6 Обзор беспроводных технологий 21
2.7 Сравнение беспроводных технологий 30
3 МОДЕЛИРОВАНИЕ БЕСПРОВОДНЫХ СРЕДСТВ ПЕРЕДАЧИ
ДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ СЕТЕВОГО СИМУЛЯТОРА 37
3.1 Выбор сетевого симулятора 37
3.2 Моделирование Wi-Fi с помощью сетевого симулятора 38
3.3 Моделирование ZigBee с помощью сетевого симулятора 46
3.4 Моделирование Bluetooth LE с помощью сетевого симулятора 50
3.5 Результаты моделирования беспроводных средств передачи данных
с помощью сетевого симулятора 54
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БЕСПРОВОДНЫХ
СРЕДСТВ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ 57
4.1 Экспериментальное исследование Bluetooth 57
4.2 Экспериментальное исследование Wi-Fi 61
4.3 Экспериментальное исследование ZigBee 63
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 68
Развитие современных информационных технологий привело к созданию такой концепции, как интернет вещей. Реализация данной концепции позволяет модернизировать различные сферы жизнедеятельности. Одной из таких сфер является промышленость, где все активнее применяется такое понятие как промышленный интернет вещей. Одним из возможных применений данной концепции является модернизация современных электроприводов.
Актуальность дипломной работы обуславливается перспективностью внедрения поддержки промышленного интернета вещей для систем электроприводов. С помощью промышленного интернета вещей увеличится эффективность производства, благодаря возможности самодиагностики, что позволит предотвращать внеплановые простои и поломку оборудования, сокращать время на внеплановое техобслуживание. На рынке практически отсутствуют устройства самодиагностики электродвигателей, с помощью которых возможно было бы заранее предупредить возникновение неисправности. Существующие системы и устройства рассчитаны только для работы с электродвигателями собственного производства, а стоимость их реализации значительно превышает стоимость ремонта.
Исходя из вышеприведенной актуальности для решения данной проблемы предлагается система интеллектуального электропривода с промышленным интернетом вещей и применением технологий дополненной реальности. Одной из важных частей в данной системе являются средства беспроводной передачи данных. Цель дипломного проекта заключается в исследовании и анализе данных средств, их сравнении на основе теоретических и экспериментальных данных, для дальнейшего вывода о применении выбранного средства передачи данных для проекта интеллектуального электропривода.
В рамках развития темы дипломного проектирования целесообразно выполнить следующие задачи:
1) исследование и анализ беспроводных средств передачи данных;2) моделирование беспроводных средств передачи данных с помощью сетевого симулятора;
3) экспериментальное исследование беспроводных средств передачи данных;
4) анализ полученных результатов с дальнейшим выводом о применении выбранного средства передачи данных для проекта интеллектуального электропривода.
Цель дипломного проекта заключается в исследовании и анализе средств беспроводной передачи данных, их сравнении на основе теоретических и экспериментальных данных, для дальнейшего вывода о применении выбранного средства передачи данных для проекта интеллектуального электропривода. Для достижения указанной цели был поставлен ряд задач.
При решении задачи исследования и анализа беспроводных средств передачи данных был представлен обзор и сравнение таких средств передачи данных как: Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee, Thread, Z-Wave, LoRaWAN, WirelessHART, Weightless-p, LTE (4G LTE), «Стриж», NB-IoT и Sigfox. По окончанию проведенного исследования и сравнения был сделан выбор в пользу следующих технологий: Bluetooth, ZigBee и Wi-Fi.
При решении задачи изучения сетевых симуляторов и проведения симуляций беспроводных средств передачи данных в качестве сетевого симулятора выбран симулятор дискретных событий OMNeT++. После проведения симуляций в качестве лучшего выбора для проекта интеллектуального электропривода была выбрана технология ZigBee.
При решении задачи проведения экспериментальной части для беспроводных средств передачи данных были проработаны и подготовлены эксперименты для исследования передачи данных технологий Bluetooth, ZigBee и Wi-Fi. Для этого были выбраны устройства поддерживающие технологии вышеприведённых средств беспроводной связи и написаны коды для реализации передачи данных.
Таким образом, по окончанию решения данных задач была достигнута цель - исследование, анализ и сравнение средств беспроводной передачи данных для выбора наиболее подходящего средства для проекта интеллектуального электропривода.
