Тема дипломной работы: Разработка автоматизированной системы дистанционного контроля выходной мощности радиопередающих устройств

Содержание

Реферат…………………………………………………………………………….2

Список сокращений……………………………………………………………….5

Введение…………………………………………………………………………...6

Техническое задание на ВКР (приложение Б)

1. Системотехническое  проектирование.………...……………………………..7

2. Схемотехническое проектирование

2.1. Схемотехническое проектирование
блока передатчика……………16

2.2. Схемотехническое проектирование
приемного блока……………...28

3. Разработка алгоритма программного
обеспечения системы

3.1. Алгоритм ПО блока передатчика………………………….…………39

3.2. Алгоритм ПО приемного блока……………………..………………..41

4. Организационно-экономический
блок………………………………………43

5. Заключение……………………………………………………………………50

6. Литература…………………………………………………………………….51

7. Графические материалы

8. Приложения

Введение

В настоящее время для
оценки выходной мощности РПдУ используются как ручные так АС встроенного
контроля. Ручные системы встроенного контроля не позволяют оперативно
реагировать на изменение параметра выходной мощности РПдУ и требуют
соответствующей квалификации от эксплуатирующего персонала. АС встроенного
контроля чаще всего для оценки исправности применяют критерий «годен - не
годен», что со временем приводит к неминуемому отказу радиопередающих устройств
и как следствие, к повышению эксплуатационных расходов.

С учетом низкой
оперативности и информативности существующих систем контроля предложена
разработка автоматизированной системы дистанционного контроля выходной мощности
РПдУ, которая позволит оперативно выдавать информацию оператору связи об уровне
выходной мощности РПдУ. Таким образом система может дать возможность
минимизировать затраты на восстановление работоспособности и повысить качество
эксплуатации РПдУ.

Целью выпускной
квалификационной работы является разработка автоматизированной системы ,
которая позволит повысить каче­ство эксплуатации радиопередающих устройств в ВС
РФ.

Автоматизированная
система должна обеспечить дистанционный мониторинг выходной мощно­сти РПдУ, с
выдачей звукового сигнала при изменении значения параметра за пределы допуска.

В ходе выполнения работы
были изучены: существующие системы контроля РПдУ, архитектура микроконтроллеров
AVR Atmel, особенности передачи данных по
радиоканалу безлицензионного диапазона, методы коди­рования информации.

Стремление к понижению
эксплуатационных расходов одна из актуальных тем настоящего времени, так как
основная часть расходов направлена не на производство оборудования, а на его
эксплуатацию.

С учетом низкой
оперативности и информативности существующих систем контроля  выходной мощности РПдУ, было предложено
внедрение дополнительной автоматизированной системы дистанци­онно­го контроля.

Для разработки системы реализованы
следующие функции:

- Измерение выходного токового
сигнала РПдУ;

- Аналогово-цифровое преобразование и
автоматический поиск измеряемого диапазона сигналов датчика тока;

- Преобразование цифрового уровня
сигнала в значение выходной мощности, в соответствии с масштабом, определенного
опытным путем в процессе ка­либровки.

- Кодирование полученного значения и
синхронизация радиоканала.

- Дешифрование принимаемого пакета и
фор­мирование байта измерительной информации в памяти;

- Вывод информации на устройство
отображения и звуковое оповещение при выходе контролируемого параметра за
пределы допуска.

При
проведении испытаний автоматизированной системы дистанционного контроля  выходной мощности РПдУ было установлено, что
она позволяет оператору связи опе­ративно реагировать на уход параметра
из допустимого значения.

Таким образом доказано что данная система даёт возможность
мини­мизировать затраты на восстановление работоспособности РПдУ, что влечет к
по­вышению качества эксплуатации.

Работоспособность системы и соответствие требованиям
технического задания подтверждены протоколом испытаний.

Краткие технические характеристики передатчика:
- Напряжение питания, В от 3,5 до 12 В
- Частота сигнала, МГц 433,92
- Расстояние передачи, м от 20 до 50
- Скорость передачи, Kb/s 4
- Мощность передачи, мВт не более 10
Модуляция сигнала амплитудная, несущая частота равна 433 Мгц, ста-билизирована ПАВ резонатором. Схема передатчика имеет три вывода: Vcc, Gnd для питания (3,5-12В), вывод TXD является входом для модуляции дан-ных, высокий логический уровень на этом выводе включает передатчик.
Блок передатчика представляет собой переходник между радиостанци-ей и фидером антенны осуществляющий периодическую передачу данных об изменении выходной мощности РПдУ. Соединение с высокочастотным фидером осуществляется через стандартные ВЧ разъемы, которые преду-смотрены в устройстве. Для увеличения дальности передачи контролируемой информации предусмотрена внешняя антенна.
Прием информации осуществляется с помощью сверхрегенеративного приемника рис.1.8.

Приемник с высокой чувствительностью, однако, с малой помехо-устойчивостью. Для периодической передачи информации данная схема под-ходит.
Краткие технические характеристики приемника:
-Напряжение питания, В 5
-Ток потребления, мА 4
-Рабочая частота, МГц 433,9
При испытании данной схемы на выходе приемника присутствует шум. Приемник не может принимать длинные импульсы, это указывает на наличие определенной минимальной скорости передачи данных. При передаче им-пульсов с частотой 500 Гц приемник стабилизируется. То есть для нормаль-ной работы приемника необходимо постоянно менять логические уровни. Поэтому передавать байт информации необходимо побитно с частотой сле-дования 500 Гц, осуществляя прерывание по завершению передачи байта. Алгоритм кодировки блока передатчика приведен на рис.1.9.

Считывание сигнала датчика необходимо начинать с наименьшего диапазона. Создаем условие для входов АЦП:
void loop()
{
int analogValue = analogRead(0); // Инициализация А0
while(analogValue > 0) // При положительном уровне начинаем преобразование
{
float voltageValue = analogValue * Step*10; // Преобразование цифрового уровня
bufer = voltageValue*voltageValue/75/10; // в значение выходной мощности
}
int analogValue = analogRead(1); // При отсутствии положительного уровня на А0
while(analogValue > 0) // инициализация А1

В данном коде реализуем считывание сигнала и его преобразование в значение выходной мощности. Сохраняем значение в регистре.
Для удобства работы с основным кодом напишем подпрограмму коди-ровки бит:
void chtenieBit(int kodBit)
{
for (int i=0;i<8;i++) //чтение бит начиная с младшего разряда { chtBit = bitRead (kodBit,i); //чтение числа побитно digitalWrite(sinh_Pin, chtBit); //на вход передчика delay(2); //прерывание с частотой 500 Гц } Закодируем каждый бит значения выходной мощности, начиная с младшего разряда: for(int k=0;k<8;k++) { int znachBit=bitRead (bufer,k); // чтение значения побитно if (znachBit > 0)
{
chtenieBit(85); //вызов подпрограммы для передачи 85
delay(100);
}
else
{
chtenieBit(0); //иначе вызов подпрограммы для передачи 0
delay(100);
}}