1 Обзор имеющихся логгеров и варинаты их реализации 6
1.1 Понятие логгера температур 6
1.2 Обзор Существующих аналогов на рынке 7
1.3 Выбор семейства микроконтроллеров 9
1.3.1 Характеристики, которыми должен обладать микроконтроллер . 9
1.3.2 Сравнение модулей от разных производителей 9
1.4 Выбор датчиков температур 14
1.5 Выбор модуля часов реального времени 16
1.6 Выбор среды разработки под выбранный микроконтроллер 17
2 Особенности процесса разработки и реализации проекта и проектирование системы 21
2.1 Структурная схема прибора и принципы его работы 21
2.2 Проектирование логгера температур его особенности и принцип
работы 23
3 Проектирование логгера температур 40
3.1 Разработка аппаратной части устройства 40
3.2 Тестирование прототипа 42
Заключение 43
Список использованной литературы 44
Приложение 1 46
Приложение 2 56
Приложение 3 77
Купить

Для проведения всевозможных анализов и расчётов непременно нужны исходные данные, полученные во время продолжительных измерений и записей полученных показаний и величин. Для этих целей и создаются логгеры [1], способные мониторить различные показатели в течение длительного промежутка времени.
Устройство необходимо для многоканального мониторинга температуры мёрзлых почв Арктики с последующей передачей данных беспроводным путём. Также можно применять и для мониторинга температуры с целью анализа оптимального времени для посадок сельскохозяйственных угодий.
Основные требования для данной категории:
• удобство;
• простота;
• точность;
• надёжность.
Своевременный сбор и анализ данных температуры почв необычайно важен, к примеру, в мае 2020 года разрушился один из топливных резервуаров на Норильской ТЭЦ-3, вылилось 21 тыс. тонн нефтепродуктов. По одной из версий, авария могла произойти из-за глобальных климатических изменений, вызванных так называемым растеплением грунта. [2]
Многозонные датчики измерения температуры почв и подстилающей поверхности «Логгера» необходимы для наблюдения за температурой многолетнемерзлых грунтов и исследования термического режима различных ключевых арктических ландшафтов для последующего анализа и оценки образования рисков деградации арктической территории в условиях антропогенного воздействия, потенциально опасных дефектов и отклонений, способных привести к повреждению зданий и сооружений или их отдельных элементов.
Место Логгера в основных задачах проведения комплексных исследований в методике исследований интегральной оценки литокриогенного и биоресурсного состояния ландшафтов: закладка полигонов, отбор проб верхнего горизонта почвы для определения диэлектрической проницаемости; выявление на полигонах характерные зональные и подзональные ландшафтные провинции с их геоморфологическими типами (склон, водораздел, долина, балка, низина и т.д.); На полигонах, при помощи многоканальных цифровых запоминающих измерителей логгера фиксирование суточного хода температуры и влажности, для последующей валидации данных с космических снимков SMOS.
Цель и задачи
Целью выпускной квалификационной работы является создание работоспособного устройства логгирования данных температур мёрзлых почв Арктики с последующей передачей данных беспроводным путём.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Выполнить анализ подобных мониторинговых систем, для понимания области разработки.
2. Определить функциональные требования к готовому устройству
3. Выбрать подходящую компонентную базу.
4. Разработать алгоритмы для реализации требуемого набора функций.
5. Разработать программное обеспечение.
6. Реализовать подключение и передачу данных посредством сети Wi-Fi.
7. Собрать схему на макетной плате.
8. Рассчитать параметры схемы и энергопотребление.
9. Спроектировать готовое устройство на печатной плате.
10. Написать собственный интерфейс, для более удобного подключения и передачи данных с устройством.
Практическая значимость работы заключается в создании полностью работоспособного и удобного пользователю устройства мониторинга температуры почв. Система позволяет управлять логгером практически с любого устройства, поддерживающего браузер, настраивать режим его работы и считывать с него данные.
В результате работы были изучены особенности устройства микроконтроллера ESP-8266 [3], произведена отладка и тестирование получившегося прототипа, а также получены навыки работы с беспроводными интерфейсами и языками программирования C++, HTML, CSS и Javascript.

Купить