Микросхема радиомодема норвежской фирмы CHIPCON

Разработка модема для передачи телеметрической информации с удаленного объекта на компьютер. Выбор схемы радиомодема; расчет времени работы от автономного питания; техника безопасности. Оценка трудоемкости и определение плановой себестоимости работ.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

АННОТАЦИЯ

Дипломный проект посвящен разработке устройства для передачи телеметрической информации с удаленного (возможно подвижного) объекта на компьютер. Устройство может быть применено в различных распределенных системах в случаях, когда необходимо наблюдать за объектами во время движения, или когда прокладка кабеля от объекта до диспетчерской не возможна, экономически не выгодна, либо когда требуется максимально скоростное развертывание телеметрической сети (например, аварийные ситуации). Использование компьютера позволяет производить обработку полученной информации, а также её хранение с эффективным использованием запоминающих устройств. Разработка выполнена с использованием импортной элементной базы. Изготовлен макет устройства, проведены его испытания и измерения ряда характеристик. Дипломный проект оформлен в виде пояснительной записки, содержащей 80 листов, и графической части - 4 листа формата А1.



SUMMARY

The degree project is devoted to development of the device for transfer of the telemetering information with remote (probably mobile) object on a computer. The device can be applied in the various distributed systems in cases when it is necessary to observe the objects during movement or when the lining of a cable from object up to controller's office is not possible, is not efficient economically, or when maximum high-speed expansion of a telemetering network (for example, emergencies) is required. Use of a computer allows to make processing of the received information, and its storage with an effective utilization of storage devices. Development is executed with use of import element base. The breadboard model of the device is made, its tests and measurement of some characteristics are carried out. The degree project is made out as an explanatory note containing 80 sheets, and a graphic part containing 4 sheets of А1 format.



ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1. Область применения: организация беспроводных сетей промышленной телеметрии, робототехника, дистанционное управление, охранные технологии, организация «последней мили» телекоммуникационных сетей.

2. Назначение: беспроводная передача информации.

3. Технические требования: минимально возможное потребление энергии источника питания, диапазон частот - ДМВ (дециметровый),

3.1 Состав изделия и требования конструкции: минимальные массогабаритные характеристики.

3.2 Условия эксплуатации: умерено-холодный климат.

4. Экономические показатели

5. Требования по охране труда и окружающей среды



СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР РАДИОМОДЕМОВ

2. ВЫБОР И ОПИСАНИЕ СХЕМЫ РАДИОМОДЕМА

3. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

3.1 Расчет времени работы от автономного питания

3.2 Расчет ФНЧ

4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

6. ОХРАНА ТРУДА

6.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте оператора

6.2 Физически опасные и вредные производственные факторы

6.3 Психофизиологические опасные и вредные производительные факторы

6.4 Меры защиты от опасных и вредных производственных факторов

6.5 Расчет производственного освещения

6.6 Пожарная безопасность

6.7 Вывод

7. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

7.1 Оценка трудоемкости на научно-исследовательскую работу

7.2 Определение плановой себестоимости проведения НИР

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ



ВВЕДЕНИЕ

Быстро развивающийся технический прогресс предъявляет с каждым днем все большие требования к качеству производственных процессов. Одной из основных задач в деле достижения высочайших показателей качества производства, является четкий и быстрый контроль, а затем автоматизированная обработка данных о протекании производственного процесса. В настоящее время эта задача становится все более актуальной, учитывая постоянное увеличение конкуренции, борьбу за снижение тарифов и издержек и, как результат, поддержание прибыльности работы предприятия. Так одним из способов является внедрение систем дистанционного сбора информации и дистанционного централизованного управления производственным процессом.

Существенной трудностью в построении распределенных сетей управления и сбора информации является выбор и построение транспортной сети, которая отвечает за доставку собранной измерительной и управляющей информации. В данной работе будет разработан телеметрический радиомодем, который является одним из основных элементов для построения беспроводных сетей автоматического контроля и управления производственным процессом.

В настоящее время, активно развивающееся производство интегральных микросхем, предлагает новые, все более интегрированные изделия. Увеличение интеграции позволяет уменьшить общее количество радиоэлементов в изделии, что напрямую влияет на важнейшие показатели проектируемого изделия, такие как надежность, гибкость, себестоимость, энергопотребление, габариты.

В данной работе применена микросхема радиомодема норвежской фирмы CHIPCON.



1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Поиск оптимального решения при организации автоматизированных комплексов на обширных территориях приводит к целому комплексу проблем, одна из которых - организация надежной связи между удаленными объектами и пунктами сбора и анализа информации. Эта задача на территории нашей страны обретает свои, иногда не до конца понимаемые за рубежом оттенки. Климатические условия, масштабность, большие расстояния и человеческий фактор сплелись здесь в один узел противоречивых требований. Не секрет, что проводные линии связи наиболее надежны, но при построении протяженных каналов передачи информации могут стать нерентабельны. Кроме того с сожалением приходится признать факт, что как показала практика, в густонаселенных районах нередки случаи вандализма со стороны "охотников за медью", разрушающих дорогостоящие коммуникации (6).

Поэтому при построении распределенных сетей телеметрии и управления радиосвязь зачастую оказывается единственно приемлемым решением. Хотя и здесь масса сложностей. Выбор аппаратуры, частотного диапазона и мощности, обеспечивающих надежную связь в условиях загрязненного промышленными помехами радиоэфира с одной стороны и не создание помех собственными сигналами другим радиостанциям часто подталкивают к использованию дорогостоящих импортных систем цифровой беспроводной связи, которая к тому же с трудом лицензируется на территории России.

1.1 Анализ существующих радиомодемов

1.1.1 Радиомодем «Гамма»

Маломощный радиомодем "Гамма" (6) предназначен для организации автоматизированных комплексов на обширных территориях, организации связи между удаленными объектами и пунктами сбора и анализа информации. С помощью модемов "Гамма" можно передавать цифровую информации от телеметрических датчиков измерительного, контрольного и технологического оборудования, устанавливаемого на стационарных объектах. Эксплуатация радиомодема "Гамма" допускается без регистрации в органах Госсвязьнадзора. Внешний вид модема показан на рис. 1.1.

Рисунок 1.1- Радиомодем «Гамма»

Существует следующие модификации модема:

1. "Гамма-4151-1" - радиомодем внешний бытовой в пластмассовом корпусе;

2. "Гамма-4151-2" - радиомодем внешний в пластиковом поликарбонатном корпусе, с установкой на DIN-рельс;

3. "Гамма-4151-3" - радиомодем внешний в металлическом, пылебрызгозащищенном корпусе;

4. "Гамма-4152" - радиомодем встроенный.

Основные технические характеристики

Несущая частота 433.92 MHz ±0.2%

Режим передачи симплекс

Режимы работ "прозрачный", адресный, пакетный (с поддержкой ретрансляции пакета)"

Количество частотных каналов 8

Мощность передатчика (max) 10 мВт

Нестабильность частоты 5 х 10-6

Метод модуляции F1D

Девиация частоты 50 KHz

Внешние интерфейсы RS-232, 9600 bps

Максимальный размер пакета 64 кБит

Адрес 8 Бит Количество адресов (для адресного режима) 255

Рабочий диапазон температур -30…+55 °С

Напряжение питания (номинал/допустимый диапазон) 10/5-15 в

Потребляемый ток (прием/передача) 40/70 мА

Габаритные размеры 40 х 102 х 24 мм

1.1.2 Радиомодем «Невод»

Рисунок. 1.2- Радиомодем «Невод»

Невод-1 - радиомодем для телеметрии (7).

Особенности конструкции:

Передача данных на расстоянии до 10 км в режиме точка-точка.

Встроенный режим ретрансляции для протяженных распределенных сетей телеметрии.

Интерфейс RS-232/RS-485 на скоростях 1200-38400 bps (задается пользователем)

Скорость по эфиру 1200 bps.

Конфигурируется стандартным PC-терминалом.

Устанавливается на DIN-рейку.

Внешний вид модема показан на рис. 2.2.