Дипломная работа: Прилад прийому та обробки метеорологічних даних

Модуль збору метеорологічних даних

Рисунок. 2.2.2.1. Обмін інформацією між вузлами метеорологічного комплекса.

3. Вибір апаратних засобів

3.1 Вибір та характеристики прийомо-передавального пристрою

Для передачі даних між модулями збору та прийому метеоінформації через радіоканал потрібно вибрати радіо прийомо-передавальний пристрій, який задовільняв би наступним вимогам:

- низька ціна;

- досить малі габаритні розміри;

- забезпечувати високу частоту передачі даних – понад 500 МГц;

- мати можливість зовнішнього живлення до 5В, та 30 mA у режимі передачі;

- забезпечувати прийом/передачу даних у напівдуплексному режимі.

Оскільки у технічному завданні маємо 1 канал радіозв’язку для прийому та передачі, використаємо напівдуплексний режим передачі даних.

Виходячи із частотних вимог передачі даних, оберемо частоту 700 МГц для прийому та передачі даних.

Оберемо прийомо-передавальний пристрій швейцарської фірми Xemics XE1201A, бо він має низьку ціну (близько 5% від запланованої суми витрат), має відносно невеликі габаритні розміри (25х25 мм), та задовільняє іншим вищезгаданим вимогам.

Характеристики прийомо-передавального пристрою:

- напруга живлення 2,4В;

- ток живлення в режимах прийом/передача до 6/8 мА;

- потужність передавача 20 мВт;

- температурний діапазон роботи -40 + 85⁰ С;

- частотний діапазон передачі даних 400 – 700 МГц;

- швидкість передачі даних – до 64 Кбіт/С.

3.2 Вибір мікроконтролера

Для здійснення попередньої обробки інформації, прийнятої від датчиків оберемо мікроконтролер РІС16С54, бо він має досить низьку ціну, досить поширений на ринку, та здатен забезпечувати всі необхідні функції для роботи модуля збору інформації.

Мікроконтролер має вісімнадцять ніжок. Усі регістри мікросхеми 8-бітні.

4. Розобка протоколу передачі даних

4.1 Трьохрівневий сигнал обміну даними

Для реалізації циклу обміну даними у метеорологічному комплексі запропонуємо троьрівневий сигнал, тобто такий сигнал, у которому є можливим виділити за амплітудою три логічних рівня: логічний рівень „0”, логічний рівень „1” та логічний рівень „синхронізація”.

Умовно такий сигнал можна зобразити так (рис. 4.1.1):

Рисунок 4.1.1. Трьохрівневий сигнал, що використовуватиметься при передачі даних.

U_синхр. – рівень напруги синхронізуючого сигналу;

U₁ – рівень напруги логічної одиниці;

U₀ – рівень напруги логічного нуля.

Як бачимо з рисунка, сигнал, що передається має три логічних рівня, тобто після інформаційного сигналу („0” або „1”), відразу йде сигнал-підтвердження високого рівня. У момент приходу синхронізуючого сигналу можна знімати попередній інформаційний рівень.

4.2 Передача даних через lpt-порт ПК

4.2.1 Характеристики LPT-порту

Оскільки виходячи із технічного завдання прийом-передача інформації повинна здійснюватись через LPT-порт ПК, модуль прийому інформації повинен задовільняти його фізичним та електричним інтерфейсам.

Адаптер паралельного інтерфейсу являє собою набір регістрів, розташованих у просторі введення/виводу. Регістри порту адресуються щодо базової адреси порту, стандартними значеннями якого є 3BCh, 378h і 278h. Порт може використати лінію запиту апаратного переривання, зазвичай IRQ5 або IRQ7. Порт має зовнішню 8-бітну шину даних, 5-бітну шину сигналів стану й 4-бітну шину керуючих сигналів. При передачі даних використовуватимемо адресу 378h (lpt1).