Тема доклада «Радиосеть управления
освещением»
Выполнили ст.гр 218
Курмаев Р.А.
Сурков С.И.
Цель курсовой работы :
- разработка
системы, предназначенной для организации сети дистанционного
управления/мониторинга светильников.
Функции,
которые должна выполнять система:
- предоставление
пользователю возможности управления уровнем яркости любого из имеющегося в сети светильника;
- предоставление
пользователю возможности выбора предустановленных программ работы светильников;
- предоставление
пользователю информации о мощности, потребляемой светильником, а также
температуре излучающей панели и источника питания;
Технические требования:
Максимальное количество светильников в сети: до 50
Радиус зоны обслуживания: 70 м
Тип управления яркостью светильника: аналоговый, ШИМ
Тип местности: торговое/выставочное/офисное
помещение
Вероятность ошибки на бит Pb: 10-4
Тип CRC:
CRC-8
PR: 90%
Для большей конкретизации задачи возьмем систему
освещения выставочным залом состаящию из 50 светильников. Светильники
изначально работают в автономном режиме. Наша задача расширить функции системы
добавив в нее опцию дистанционного управления/мониторинга.
Пользователь системы (оператор) может изменять
текущие настройки освещения, запрашивать данные телеметрии с помощью пульта
управления (ПУ).
Пульт управления состоит из ПК, с установленным на
нем программным обеспечением, и радиомодуля, подключенного к этому ПК.
ПК в составе ПУ должен решать следующие задачи:
Взаимодействие с пользователем посредствам ПО;
Обработка команд/данных телеметрии;
Хранение данных о состоянии системы;
Взаимодействие с радиомодулем через интерфейс USB.
Радиомодуль в составе ПУ служит для передачи/приема данных
по радиоканалу.
Команды с ПУ посредствам радиоканала передаются на Терминал управления (терминал) который
находиться рядом со светильником.
ТУ состоит из микроконтроллера, LED драйвера,
датчиков.
Микроконтроллер в составе терминала должен решать следующие
задачи:
1. Опрос
датчиков;
2. Управление
LED драйвером;
3. Обработка
команд/данных телеметрии;
4. Взаимодействие
с радиомодулем.
LED
драйвер
служит для управления освещением посредствам ШИМ.
Начать радиообмен в сети может только ПУ по команде
пользователя.
Терминал начинает передачу только после получения
команды от ПУ.
Исходя из вышесказанного, можно представить структурную схему (рис.1) данной сети.
Рис.1. Структурная схема сети,
AP-
точка доступа , T1…Tn – Терминалы управления ,РС-
Персональный компьютер.
Пользователь ПУ
взаимодействует со специализированным ПО АРМ «СВЕТ»
которое наглядно отображает
текущее состояние сети и позволяет управлять любым терминалом в сети.
Предусмотрено 3 вида
команд доступных пользователю:
1. Управление
освещением
2. Запрос
телеметрии
3. Назначение
терминалу группы.
Каждой возможной
команде в сети присвоен свой уникальный номер команды (УНК) что позволяет передавать не саму команду, а только ее номер.
Данное решение позволяет значительно ускорить радиообмен.
Получив от пользователя
команду и номер терминала, которому это команда адресована, ПО преобразует команды пользователя в Адрес терминала, код команды и тип команды. После
чего передает команду на L2
уровень, на котором производится расчет CRC и
«сборка» сообщения. Далее сообщение передается на радиомодуль в котором реализованы
задачи L1 уровня(помехоустойчивое
кодирование, модуляция, добавление преамбулы).
Схему реализации услуг на стороне ПУ можно наглядно проиллюстрировать (рис.2).
Рис.2. Схема реализации услуг
на стороне ПУ.
Получив сообщение с пульта
управления радиомодуль терминала декодирует его после чего на основании адреса принимает
решение. Если адрес получателя сообщения совпадает с одним из 2-х адресов,
записанных в радиомодуле, то сообщение передается на микроконтроллер для
дальнейшей обработки. В противном случае
просто игнорируется.
Микроконтроллер, получив
сообщение от радиомодуля, в зависимости от номера команды выполняет ее (каждая
команда и ее уникальный номер «прошиты» в информационной системе терминала). В
случае если команда была адресована только 1 терминалу, он передает на ПУ сообщение об успешном ее
выполнении или же данные телеметрии, если таковые запрашивались. Можно наглядно
проиллюстрировать обобщенную схему
терминала управления (рис.3).
Рис.3 Обобщенная схема терминала управления.
Схему
отправки команд и реакцию участников сети проиллюстрируем следующим рисунком (рис.4).
Рис.4 Реакция сети на запрос пользователя
На основании
вышеизложенного можно построить диаграммы возможных состояний Терминала
Управления(рис.5) и Пульта управления(рис.6)
Рис.5 Диограмма возможных
состояния Терминала Управления.
Рис.6 Диаграмма
возможных состояний Пульта управления.
Список используемой
литературы:
1.Бакке А.В. - "Лекции по курсу ССПО"
2. Технология развертывания локальных
беспроводных радиосетей
URL: http://www.analytic.ru/articles/lib393.pdf
4.
КП
“Радиосистема управления освещением
URL: http://omoled.ru/publications/view/319