Выбор структуры системы и структуры сигналов. Алгоритм функционирования системы. Радиальная структура линии связи. Разработка структурной схемы системы. Проектирование принципиальной электрической схемы системы. Расчет частотных и временных параметров.
Аннотация к работе
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ФАКУЛЬТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯСистемы автоматического управления находят широкое применение в различных отраслях промышленности и повседневной жизни человека. Немаловажную роль занимают среди них телемеханические системы, предназначенные для получения информации о значениях измеряемых параметров контролируемых и управляемых объектов. К подобным системам относятся системы телеизмерения, при помощи которых можно наблюдать за различными процессами, находящимися на значительном расстоянии от наблюдателя. В данном курсовом проекте проектируемое цифровое устройство работает на кабельной линии связи по алгоритму адаптивной коммутации с циклическим опросом 9 датчиков, расположенных на семи контролируемых пунктах. Защита информации от помех производится циклическим кодом с кодовым расстоянием , передача производится методом двоичной частотной манипуляции.Автоматизация эксплуатации жилых (квартира, индивидуальный жилой дом, коттедж), офисных и небольших производственных зданий и помещений с целью обеспечить должный уровень комфорта, безопасности и энергоэффективности. В нашем доме семь квартир, в каждой квартире мы устанавливаем по 9 различных датчиков. За всеми датчиками следят контрольные устройства и передают информацию на обработку компьютерным программам. В нашей системе «умный дом» установлены датчики реагирующие на параметры среды. Они должны обеспечивать передачу основных электрических или технологических параметров, необходимых для установления и контроля оптимальных режимов работы всей системы энергоснабжения в целом, а также для предотвращения или ликвидации возможных аварийных процессов.Данная система будет состоять из пункта управления (ПУ) и семи контролируемых пунктов (КП), на которых и будет происходить измерение параметров. На КП происходит измерение текущих значений, преобразование их в форму, удобную для обработки и передачи, и непосредственно передача результатов измерения на ПУ. Системы телемеханики разделяются по характеру расположения объектов в пространстве на системы для сосредоточенных объектов и рассредоточенных объектов. Системой телемеханики для рассредоточенных объектов называется система, в которой к общему каналу связи подключается, по меньшей мере, несколько КП. В данной системе, контрольными пунктами являются комнаты дома, а пунктом управления ПК (с интерфейсом оператора), а также МК ATMEGA (принимает информацию со всех контрольных пунктов и передает ее на ПК).Данный принцип состоит в том, что в линию связи передается только информация с одного датчика, у которого наибольшая погрешность по сравнению с другими датчиками, т.е. его текущее значение имеет наибольшее отклонение от предыдущего измерения по сравнению с другими датчиками. С АЦП сигнал в цифровой форме поступает на вход микроконтроллера (МК). В конце цикла происходит составление кадра, в который входят: код датчика с максимальным отклонением и значение телеизмеряемого параметра на этом датчике. Кодирование бита «1» происходит самой М-последовательностью, кодирование бита «0»-инвертированной М-последовательностью, полученной из тех же начальных условий, что и последовательность для кодирования бита «1». Таким образом, происходит формирование широкополосного сигнала, тем самым увеличивается отношение сигнал/шум, уменьшается вероятность перехвата сигнала, а сам сигнал создает меньшие помехи для других систем связи.На основании алгоритма работы КП (раздел 3.1) и метода передачи (ЧМ-2) была разработана структурная схемы КП, которая представлена на графическом материале ГУИР КП 530107 003 Э1. Контролируемый пункт состоит из датчиков, коммутатора, АЦП, микроконтроллера и модулятора. Аналоговые сигналы с датчиков через коммутатор поочередно поступают на вход АЦП, где преобразовываются в цифровой код. С выхода АЦП параллельный код поступает на вход микроконтроллера, где осуществляется обработка пришедших сигналов в соответствии с алгоритмом адаптивной коммутации, кодирование циклическим кодом, а также расширение полосы сигнала. Далее обработанный сигнал поступает на вход модулятора, где происходит модуляция сигнала методом ЧМ-2.Все функциональные блоки проектируемой системы телеизмерения, за исключением мультиплексора и усилителя осуществляют обработку сигналов в цифровой форме. Основными управляющими элементами проектируемой системы телеизмерения являются микроконтроллеры (МК), в качестве которых используется МК семейства 51 компании INTELMCS51. Корпус MCS51 имеет два вывода для подключения кварцевого резонатора (6-12 МГЦ), четыре вывода для сигналов, управляющих режимом работы МК, и восемь линий порта 3, которые могут быть запрограммированы пользователем на выполнение специализированных (альтернативных) функций обмена информацией со средой.