Пояснительная записка. Дипломная работа разработка аппаратнопрограммного комплекса для изучения распределенных систем передачи данных и управления

• Название: Дипломная работа разработка аппаратнопрограммного комплекса для изучения распределенных систем передачи данных и управления
• Дата: 05.09.2022
• Размер: 3.02 Mb.
• Имя файла: Пояснительная записка.doc
• Тип: Диплом; #663429
• страница: 4 из 7

2.1. Анализ требований

Основным применением разрабатываемого аппаратно-программного комплекса является изучение студентами на лабораторных работах распределенных систем передачи данных и управления. Аппаратно-программные средства комплекса позволят изучить отладочные стенды типа MSP-EXP430G2, микроконтроллеры MSP430G2211IN14, MSP430G2231IN14 и возможность дистанционной работы с ними, а также протоколы беспроводных сетей.

Также может оказаться полезной возможность удаленно через браузер контролировать с помощью компьютера/телефона различные типы датчиков и устройств, например, включение/выключение света в комнате.

Кроме того, если пробросить ssh на сервер (ssh³ - сетевой протокол прикладного уровня, позволяющий производить удалённое управление операционной системой и туннелирование TCP-соединений (например, для передачи файлов)), то можно делать все то же самое, но из любого места, где есть интернет.

2.1.1. Взаимодействие с пользователем

Взаимодействие с пользователем осуществляется либо с помощью его мобильного телефона, либо с помощью персонального компьютера через Интернет. Использование связи с помощью персонального компьютера позволяет передавать большее количество информации, чем в случае использования мобильного телефона, а также может не отвлекать пользователя, что позволяет передавать информацию, которая может пригодиться только в редких случаях. Однако, поскольку связь между двумя пользовательскими устройствами через Интернет часто невозможна из-за динамических: IP-адресов, NAT и фаерволов, то требуется участие сервера.

Другой вариант – это использование своего сайта, который принимает данные от устройства и выдаёт их в удобном пользователю виде. В этом случае требуется сайт, причём, скорее всего расположенный на платном хостинге, поскольку функциональности бесплатных не хватает для полноценной обработки данных.

Основными задачами взаимодействия устройства с пользователем являются:

• изучение распределенных систем передачи данных и управления;

• передача данных по беспроводной сети;

• управление сторонними устройствами по беспроводной сети;

• управление МикроРС по беспроводной сети;

• управление микроконтроллером через МикроРС по беспроводной сети.

Изменение настроек устройства производится через удаленный терминал (по SSH).
Было решено реализовать следующие команды:

• «0» или «Состояние» – запрос состояния входов

• «<номер выхода>» – переключение состояния выходного реле

• «<номер выхода> вкл» – включение выходного реле

• «<номер выхода> выкл» – выключение выходного реле

2.2. Обзор аналогичных устройств

АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ОТЛАДКИ И ИСПЫТАНИЙ LVDS-УСТРОЙСТВ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Описание

Аппаратно-программный комплекс на основе МикроPC и персонального компьютера для отладки и испытаний LVDS-устройств передачи научных данных с прибора лимбового зондирования атмосферы, предназначенного для глобального мониторинга озонового слоя и газовых составляющих атмосферы с микроспутниковой платформы.

Блок электроники (БЭ) прибора лимбового зондирования атмосферы (ПЛЗА) соединен с бортовым измерительным комплексом (БИК) космического аппарата через скоростной информационный интерфейс LVDS, который используется для передачи массивов научной информации. БЭ выполняет следующие задачи:

• преобразование аналоговых сигналов фотометрических каналов в цифровой код;

• формирование сигналов калибровки фотометрических каналов;

• сбор и первичная обработка информации, поступающей по фотометрическим каналам;

• формирование массива данных, содержащего результаты калибровки и измерений;

• передача массива данных по LVDS-каналу в БИК.

Программно-аппаратный комплекс позволяет провести отладку и испытания LVDS-устройств информационного интерфейса (УИИ) БЭ прибора ПЛЗА.

В состав аппаратно-программного комплекса входят:

• персональный компьютер (ПК) с платой УИИ;

• блок аппаратно программных средств (АПС) на основе МикроРС, реализующий функции БИК;

• пульт наладки и проверки скоростного канала LVDS;

• источник питания;

• измерительные приборы (тестер, вольтметр, осциллограф);

• тестовое программное обеспечение.

Тестовое программное обеспечение, входящее в состав аппаратно-программного комплекса, является простым в использовании и позволяет разработчикам устройств информационного интерфейса легко определять неисправности и выявлять ошибки в его работе. Испытания (УИИ) LVDS-устройств показали надежность их работы при передаче больших массивов информации на расстояние до трех метров.

КОМПЛЕКС УДАЛЕННОГО КОМПЬЮТЕРНОГО УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВАМИ ПО РАДИОКАНАЛУ

Описание

Аппаратно-программный комплекс, реализует интеллектуальное удаленное управление технологическими и бытовыми объектами на расстоянии не менее 150 метров по радиоканалу.

В состав комплекса входят:

• Персональный компьютер;

• Радиопередатчик;

• Радиоприемник;

• Вычислительное устройство (контроллер);

• Модули обработки данных, имеющие органы управления, и связи с надлежащими устройствами;

• Тестовое программное обеспечение.

Достоинства комплекса удаленного компьютерного управления устройствами по радиоканалу таковы:

• автономность комплекса;

• гибкость к возможностям дальнейшего наращивания.

Среди недостатков комплекса следует отметить:

• относительно высокая стоимость радиочастотного модуля;

• перегруженность диапазона 433 МГц;

• относительно низкая дальность связи.

Разработанный комплекс можно применять в охранных системах, системах радиочастотной идентификации, системах пожаробезопасности, системах контроля доступа, системах интеллектуальных зданий, для управления лабораторными и робототехническими комплексами.