ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ОБЗОР РЕШЕНИЙ 6
1.1 Анализ технологий беспроводной передачи данных 6
1.2 Технология беспроводной передачи данных ZigBee 6
1.3 Классическая технология передачи данных - Bluetooth 7
1.4 Технология Bluetooth Low Energy 8
1.5 Выбор технологии беспроводной передачи данных 14
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ АППАРАТНОЙ БАЗЫ 16
2.1 Анализ устройства LAUNCHXL-CC2640R2 16
2.2 Анализ устройства STM32WB 22
2.3 Выбор термодатчиков 24
ГЛАВА 3. РЕАЛИЗАЦИЯ 27
3.1 Среда разработки 28
3.2 Разработка устройства 30
3.3 Разработка программного кода 34
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
Список использованной литературы 38
ПРИЛОЖЕНИЕ
На современном этапе развития науки и техники широкое распространение получили беспроводные способы передачи информации.
Беспроводная сенсорная сеть - это активно развивающаяся система автоматизации, управления, мониторинга и контроля.
Одной из актуальных задач, решаемых беспроводной сенсорной системой является распределенный сбор данных от датчиков в окружающей среде.
Беспроводная сенсорная сеть имеет преимущества перед обычными вычислительными системами, такие как: компактное размещение, отсутствие кабелей и персонала для монтажа и обслуживания. Эта перспективная технология позволяет проводить исследования на больших территориях окружающей среды с полностью автоматизированной системой и наименьшей себестоимостью, которая не требует закупки вспомогательного оборудования.
Исследования в экосистемах с использованием беспроводных технологий вызывают интерес у научных институтов, изучающих экологические проблемы, так как исследования в данной области не проводились. Беспроводные сенсорные сети значительно облегчают построение вычислительных систем, а датчики приема и передачи обеспечивают автономную работу.
В настоящее время подавляющее количество исследований связано с изучением диэлектрических характеристик отмершей древесины. Способы этих характеристик живых деревьев разработаны в недостаточной мере для практического использования. Слабо изучены закономерности поведения диэлектрических свойств живого дерева. Не разработаны радиотехнические устройства для определения диэлектрических характеристик живых деревьев в натуральных условиях.
Целью данной работы является создание беспроводной сенсорной сети для постоянного наблюдения за температурой и изучения изменений суточных и сезонных колебаний температуры в толще деревьев.
Создание радиотехнической аппаратуры для измерения температуры позволят осуществлять круглогодичный мониторинг жизненного состояния и оценивать фенологические изменения древесной растительности.
Для проектирования беспроводной сенсорной сети и мониторинга температуры в толще деревьев необходимо решение следующих задач исследования:
1. Подобрать температурные датчики по параметрам минимальная толщина или минимальный диаметр и максимальная точность, удовлетворяющим цели исследования.
2. Подобрать элементную базу для распределенного сбора показаний датчиков.
3. Создать беспроводную сеть сбора данных.
4. Установить и применить беспроводную сенсорную сеть.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы бакалавра была реализована беспроводная сенсорная сеть сбора данных. Были подробно изучены все типы существующих топологий беспроводной сети, их принцип работы. Далее были подробно изучены технологии беспроводной передачи данных. Выбор был сделан после сравнительного анализа и оценки потребляемой мощности, дальности передачи (в метрах) и особенности работы. Была выбрана технология Bluetooth Low Energy (BLE).
При проектировании работы была построена структурная схема топологии сети. Был произведен анализ существующих термодатчиков, их характеристики. Выбор был сделан в пользу терморезисторов.
Далее была подробно изучена и подобрана аппаратная база. Потребовалось две отладочные платы ЕАППСНХЕСС2604К2.
Программная часть написана с помощью диалекта языка С++. Передача данных осуществляется с помощью встроенных библиотек, что позволяет получать актуальные данные в режиме реального времени.
