ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР АНАЛОГОВ 6
1.1 Измеритель температуры и влажности CEM DT-322 6
1.2 Измеритель параметров окружающей среды MI 6201 6
1.3 Измеритель освещенности АКИП-9701 7
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ УСТРОЙСТВА СС2650 SENSOR TAG 10
2.1 Внешний вид и описание устройства 10
2.2 Структура микроконтроллера 12
2.2.1 Процессор 13
2.2.2 РЧ - приемопередатчик 14
2.2.3 Контроллер датчиков 14
2.3 Аппаратный отладчик-программатор Debug DevPack 15
2.4 Структура Sensor Tag 16
2.5 Пользовательские приложения на устройстве SensorTag 17
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА 20
3.1 Программное обеспечение, необходимое для выполнения работы
3.2 Разработка программы для ядра контроллера датчиков 20
3.3 Разработка программы для основного ядра 25
3.3.1 Анализ "Project Zero" 26
3.3.2 Взаимодействие с заголовочными файлами из SCS, сохранение данных в лог 29
3.3.3 Доступ к логу через BLE интерфейс 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Потребность в мониторинге параметров окружающей среды существует давно. Промышленные сооружения, сельскохозяйственные угодья, складские помещения - это далеко не весь перечень сфер, где состояние окружающей среды может иметь большое значение и должно контролироваться. Требованиями, предъявляемыми к устройствам мониторинга, являются точность измерений, портативность, автономность, возможность беспроводной передачи данных, измерение нескольких параметров окружающей среды.
В последние несколько лет довольно широкое распространение получил Интернет вещей[1] (англ.Internet of Things, IoT) — концепция вычислительной сети физических предметов («вещей»), оснащённых встроенными технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, рассматривающая организацию таких сетей как явление, способное перестроить экономические и общественные процессы, исключающее из части действий и операций необходимость участия человека.
Системы-на-кристалле[2] серий СС26хх/СС13хх[3] входящие в семейство SimpleLink от Texas Instruments являются на текущий момент одной из передовых платформ для реализации распределенных беспроводных систем различного назначения, включая направление Интернета вещей. Одними из самых распространенных устройств в среде IoT могут стать так называемые маячки (beacon) - небольшие по размеру устройства с автономным питанием, которые, с определенной периодичностью, могут передавать блоки данных по беспроводному интерфейсу.
На сегодняшний день, самая популярная технология реализации беспроводной передачи данных - Bluetooth Low Energy(BLE)[4]. Это связано с тем, что технология Bluetooth широко распространена в мобильных пользовательских устройствах(смартфонах, планшетах, ноутбуках и т.д.).
Устройства с поддержкой BLE, как правило, предназначены для автономной работы на одной батарее или аккумуляторе.
Цель работы: разработать портативную метеостанцию с BLE интерфейсом.
Задачи: выбрать и изучить оптимальную аппаратную платформу, разработать и реализовать алгоритм опроса датчиков, разработать и реализовать алгоритм обработки и сохранения показаний датчиков, реализовать доступ к сохраненным данным через BLE интерфейс.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы бакалавра была разработана портативная метеостанция с BLE интерфейсом. Устройство осуществляет сбор показаний с четырех датчиков, сохраняет эти значения в лог, предоставляет доступ к логу через BLE интерфейс. Так же изучены способы взаимодействия с SPI флэш и BLE стеком. Основными достоинствами запрограммированного устройства являются низкое энергопотребление, беспрерывная работа и всегда актуальные данные о состоянии окружающей среды, сохраненные в логе. Так же стоит отметить, что имеется возможность перепрограммировать устройство, так что пользователи могут модифицировать уже имеющуюся прошивку, либо вовсе, на базе этой прошивки, реализовать собственный программный комплекс.
