Тема: Беспроводной цифровой датчик вибрации для системы «Умный дом»

На протяжении последних нескольких лет видна тенденция значительного увеличения количества высокопроизводительных мобильных сенсорных устройств. Параллельно активно развивается мобильный Интернет идет, и облачные вычисления все больше находят применение в повседневной жизни - что соответствует концепции Интернета вещей. Промышленный интернет вещей (Industrial Internet of Things) - это многоуровневая система, включающая в себя датчики и контроллеры, установленные на узлах и агрегатах промышленного объекта, средства передачи собираемых данных и их визуализации [1]. Теория «интернета вещей» анализирует взаимодействие физических объектов («вещей»), оборудованных интегрированными технологиями, как между собой, так и с окружающей средой, как явление, способное перестроить экономические и технические процессы, а также исключающее участие человека из части технологических операций [2].
«Умный дом» - это новейшая система, появившаяся недавно, но стремительно набирающая популярность. Она служит для связи коммуникаций и объектов инфраструктуры с помощью автоматизации. Однако система «Умный дом» является дорогостоящей, и позволить себе ее сможет не каждый. Для большинства людей эта система стоит дорого и совсем не нужна. Но не смотря на это, практически в каждом доме используется интеллектуальное управление [3].
«Умный дом» устроен так, что все его составляющие работают комплексно. Целью данной системы является обеспечение комфорта и безопасности. Кроме того, система содержит такие элементы автоматизации как:
- управление инфраструктурой дома;
- управление с единым центром управления системами безопасности и охранно-пожарной сигнализации;
- климат-контроль;
- управление связями и компьютерными сетями, беспроводную в том числе;
- управление различной бытовой техникой;
- средства медицинской помощи и мониторинга активности в доме.
В нынешней системе умного дома, обладающей открытой архитектурой, любая из систем функционирует в рациональном режиме за счет взаимообмена сведениями с иными системами здания, что в результате дает возможность максимизировать результативность работы системы в целом [4]. Существуют соответствующие способы управления умным домом:
- управление на основе датчиков;
- управление при помощи пульта дистанционно;
- удаленного управления.
На данный момент разработка систем мониторинга, являющих неотъемлемой составляющей «Умного дома» считается приоритетным направлением развития автоматизированных систем, рынок которых специалисты характеризуют как самый быстрорастущий. На нем присутствует конкуренция между производителями из разных стран мира. Поэтому, разработка более эффективных элементов систем мониторинга для «умного дома» является актуальной инженерной задачей.
Купить

В результате выполнения выпускной квалификационной работы был разработан беспроводной цифровой датчик вибрации с передачей данных. Датчик предназначен для работы в жилых помещениях, и диапазон измеряемой вибрации не превышает норм, предписанных «СН вибрация на рабочих местах в помещениях жилых 2.2.4/2.1.8.562-96».
Первая глава является обзором существующих решений для технологии «Умный дом». В ней были рассмотрены ключевые вопросы и принципы, на которых работает разрабатываемое устройство - это методы измерения вибрации, обработка данных при помощи аналогово-цифровых преобразований, и методы беспроводной передачи данных. Так как устройство предназначено для автономной работы, крайне важно, чтобы энергопотребление было низким. Этому требования соответствует использование стандарта IEEE 802.15.4.
Вторая глава была посвящена выбору оборудования, из которого состоит цифровой датчик, а так же его обоснованию. Была составлена структурная и функциональная схемы устройства с подробным описанием ее составляющих. Так же была спроектирована схема принципиальная электрическая, и составлен перечень элементов.
Элементы метрологического обеспечения является неотъемлемой частью при разработке любого средства измерения. В третьем разделе была определена погрешность измерительного канала беспроводного цифрового датчика вибрации - она составила ±1,06 [В], была составлена методика выполнения измерения согласно ГОСТ Р 8.563-2009, и поверка данного средства измерения согласно МИ 1202-86.
Заключительная глава данного проекта была посвящена программному обеспечению датчика вибрации Программное обеспечение, наряду с вышеперечисленными требованиями для разработки устройства является важнейшей составляющей информационных технологий. Программное обеспечение представляет собой алгоритм, выполненный в виде последовательности инструкций для процессора. Завершающим этапом выпускной квалификационной работы была разработана архитектура программного обеспечения для беспроводного цифрового датчика температуры. Таким образом, в ходе выполнения выпускной квалификационной работы все поставленные задачи были выполнены.
Купить