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