Курсовой проект по дисциплине

«Системы и сети связи с подвижными объектами»

Радиосистема управления освещением

Часть 1.

Необходимо создать систему для организации сети дистанционного управления/мониторинга светодиодных светильников. Терминал пользователя должен обеспечивать:

·                включение/выключение светильника

·                установка дежурного освещения

        плавная регулировка яркости любого из имеющегося в сети светильника/группы светильников

В обратном направлении подается:

·                 температура излучающей панели

·                 температура источника питания

·                 ток потребления лампы.

Основные требования к системе:

        минимально возможная мощность излучения терминала

        минимальный диапазон используемых частот.

 

Исходные данные к проекту

- Максимальное количество светильников в сети: до 64

- Радиус зоны обслуживания: 120 м

- Количество различных команд управления светом: не менее 5

- Модель предсказания потерь: в соответствии с рекомендациями МСЭ

- Тип местности: торговое/выставочное/складское помещение

- Вероятность ошибки на бит Pb: 2* 10-5

- Мощность излучения подвижной станции Ризл АС : < 0.15 Вт

- Диапазон частот, вид модуляции выбирается самостоятельно.

 

Для создания целостной сети в нашем КП для примера возьмем систему освещения помещения предназначенного для цветочной галереи, в котором содержится 64 светильника, которые предназначены для освещения помещения в целом и для контроля микроклимата находящихся в галереи растений. Разработаем дополнительную опцию к этой системе – сеть дистанционного управления/мониторинга светодиодными светильниками. Пользователь может изменять настройки освещения выбранных светильников с помощью Центральной Точки Доступа(ТД) тем самым контролируя микроклимат своих “подопечных”, состоящего из определенного ПО, установленного на ПК. ПК содержит в себе радиомодуль, выполняющий функции точки доступа в этой сети. В составе системы имеются виды оборудования, такие как:  Точка доступа(ТД), через которую происходит управление системой освещения; и приборы освещения – светильники, управляемые этой TД.

Рис.1 Структурная схема системы освещения.

В качестве источника сообщений выступает ТД, передающий на антенну каждого светильника команды управления светильником. Так же источником сообщений может служить светильник в случае передачи на ТД пакета телеметрии. В силу того что в системе идёт передача сообщений содержащих только номера команд управления или пакеты телеметрических данных, трафик в системе имеет небольшой объем.

 

Функционирование сети.

Путём использования специального софта, пользователь может контролировать различные функциональные вариации светильников(как одного так и группы). Сообщения содержащие команды управления освещением будут иметь адресный, групповой или широковещательный характер. При доставке сообщений в передающемся пакете будет указываться различные адресации: А - адресное сообщение конкретному светильнику, G – групповая адресация в случае если светильники объединены (в ПО содержатся сведения о каждой группе – ID всех светильников входящих в неё), В – широковещательная адресация в случае передачи всем светильникам.

В ПО формируется сообщение, содержащее адрес, номер команды, которую выбрал пользователь для светильника.  Это сообщение необходимо передать выбранным терминалам. С ТД на выбранные Т отправляется уведомление о наличии команды для исполнения и запрос о готовности её принять. Т не все время находится в режиме ожидания команд.

Наши светильники в общей концепции играют роль терминалов(Т),  которые в свою очередь должны регулярно переходить в “спящий режим”. Иначе не будет выполняться условие энергосбережения. Но при этом не должно пострадать качество передачи. Через определенные промежутки времени, которые назначила ТД, Т включает приемо/передающий тракт - переходит в режим ожидания команд от ТД. Если за то время, пока Т находился в спящем режиме, ему была направлена команда, ТД уведомит Т о наличии команды для передачи и запрос о готовности принять команду управления. При получении положительного ответа от Т о готовности принять команду, сообщение, содержащее команды управления   передается на выбранные Т. Если это сообщение содержало команду изменения параметров освещения, Т исполняет команду и отправляет ТД уведомление об исполнении команды и Т переходит в “спящий режим”. Если же это была команда запроса пакета телеметрии, тогда Т передает ТД сообщение, содержащее телеметрические данные и ждет от ТД уведомления о доставке пакета телеметрии, после чего так же переходит в “спящий режим”. Для непосредственного мониторинга за электропотреблением системы, каждый Т должен самостоятельно отправлять свои телеметрические данные на ЦТ с интервалом времени, заданным пользователем.

Функциональная схема Светильника:


Рис.2 

1.          РМ – радиомодуль – для осуществления беспроводной приема/передачи данных от Т к ТД

2.          ИП – источник питания – регулирует подаваемое напряжение на светодиод, изменяя его яркость.

3.         МУ – модуль управления светильником – устройство обработки информации. Наличие модуля управления в Т необходимо для реализации сценария взаимодействия Т и ТД. В данном модуле прописан сценарий взаимодействия Т и ТД. В МУ находится информационная подситема для хранения данных о светильнике, таких как ID светильника, список номеров возможных команд от ЦТ, принадлежность этого светильника к какой либо группе.

4.          С – светодиод

5.        Телеметрический датчик – датчики температуры излучающей панели, источника питания и ток потребления лампы.

Функциональная схема ЦТ:


Рис.3

1.          Для обеспечения беспроводной связи ТД и Т, в ЦТ присутствует радиомодуль (РМ), выполняющий функции ТД. 

2.     ПП - программа пользователя. Графическое отображение сведений о светильниках, и средство управления системой пользователем.

3.          Для реализации взаимодействия  ТД и Т необходим сценарий, которому будет следовать ТД в различных ситуациях. Этот сценарий будет расположен в модуле управления. Так же в МУ присутствует информационная система, в которой хранятся различные журналы с данными. ИС  содержит:

 - ID T.  Журнал идентификаторов всех Т, которые могут управляться дистанционно. Наличие данного журнала необходимо с целью адресной и групповой доставки сообщений.

- Память данных. Здесь хранится журнал данных телеметрии, которая передается от Т к  ТД. (температура излучающей панели и источника питания, ток потребления лампы и ID Т). Данный журнал может вместить в себя данные со 64 терминалами за определенный промежуток времени, выбранный пользователем.


Cписок используемой литературы :

  1. Бакке А.В. Лекции по курсу ССПО. 2012-2013
  2. http://omoled.ru/publications/view/314
  3. http://omoled.ru/publications/view/297
  4. http://omoled.ru/publications/view/430