Введение 4
1. Элементная база для реализации системы 3
1.1. Контроллер сети wi-fi EVK1105 3
1.2. Технические характеристики управляющего микроконтроллера Arduino Due 5
1.2.1. Общие сведения 5
1.2.2. Режимы питания микроконтроллера по напряжению 7
1.2.3. Память микроконтроллера 8
1.2.4. Описание интерфейсов микроконтроллера 8
1.3. Датчик комплексного измерения магнитного поля, пространственной
ориентации и угловой скорости Grove - IMU 10DOF v2.0 12
1.3.1. Общие сведения 12
1.3.2. Измерительный модуль MPU-9250 12
1.3.3. Датчик температуры и влажности BMP280 15
2. Принцип действия детектирующей аппаратуры 17
2.1. Общая характеристика 17
2.2. Классификация датчиков 18
2.3. Принцип работы акселерометра 20
2.4. Принцип работы магнитометра 21
2.5. Принцип работы гироскопа 24
3. Практическая реализация разрабатываемой системы 29
3.1. Схема установки 29
3.2. Организация связи между микроконтроллером и внешними датчиками 29
3.3. Приём, обработка и визуализации данных 32
4. Результаты измерений и их коррекция 35
4.1. Калибровка датчиков 35
4.2. Определение магнитного азимута 40
Заключение 44
Список литературы 45
Приложения 46
Приложение 1. Листинг программы для связи датчика grove - imu 10dof v2.0 и платы Arduino Due 46
Приложение 2. Листинг программы для связи платы Arduino Due и компьютера 54
Приложение 3. Листинг программы для беспроводной связи датчика платы EVK1105 и компьютера
Купить

В научно технических задачах, при постановке экспериментов часто требуются цифровые системы сбора данных. При построении системы сбора данных в настоящее время все чаще используют готовые встраиваемые модули, каждый из которых спроектирован так, чтобы выполнять определенные узконаправленные задачи. Комплекс из таких модулей образует научно экспериментальную установку для сбора и предобработки данных. Часто в ходе экспериментов требуется передача данных на расстояние, а в случае передвижных и маневренных экспериментов требуется непосредственная передача данных с движущегося объекта исследования в головной модуль для отслеживания тех или иных параметров. Для слежения за маневрами приборов, таких как летательных аппаратов, либо скважин применяются датчики пространственной ориентации, такие как магнитометры, акселерометры, гироскопы и gps-позиционирование.
С учетом этого была поставлена цель по разработке беспроводной системы сбора данных для изучения характеристик датчиков магнитометра, акселерометра и гироскопа и измеряемых параметров на основе модуля wi-fi.
Научная новизна работы заключается в разработке и реализации алгоритма расчета угла азимута по данным датчика grove - imu 10dof v2.0 в реальном времени.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Создать и реализовать алгоритм для EVK1105 для беспроводной передачи на компьютер;
2. Создать и реализовать алгоритм для Arduino Due для считывания данных с датчика grove - imu 10dof v2.0;
3. Создать приложение для считывания данных с датчиков пространственной ориентации с отладочного комплекта и сохранения на компьютер ;
4. Реализовать калибровку датчика grove - imu 10dof v2.0;
5. Рассчитать угол азимута по данным датчика grove - imu 10dof v2.0 и реализовать расчёт угла в реальном времени.
Купить