Прилад прийому та обробки метеорологічних даних (стр. 3 из 18)

___________ст.викл. xxxxxxx

Розробники проекту:

Керівник

________ (xxxxxxxІ)

“____” __________ 2005 р.

Виконавець

______ (xxxxxx.)

“____” ___________2005 р.

Харків 2005

Зміст

Вступ

1 Огляд існуючих технічних аналогів

2 Структурна схема приладу та її опис

2.1 Структурна схема і призначення окремих функціональних блоків

2.2 Робота пристрою за структурною схемою

2.2.1 Прилад збору метеорологічних даних

2.2.2 Обмін інформацією між вузлами метеорологічного комплекса

3 Вибір апаратних засобів

3.1 Вибір та характеристики прийомо-передавального пристрою

3.2 Вибір та характеристики мікроконтролера

4 Розобка протоколу передачі даних

4.1 Трьохрівневий сигнал обміну даними

4.2 Передача даних через lpt-порт ПК

4.2.1 Характеристики lpt-порта

4.2.2 Вибір режиму обміну даними через lpt-порт

4.2.3 Розробка інтерфейсу передачі даних через lpt-порт

5 Розробка модулю попередньої обробки сигналу

5.1 Обробка прийнятого сигналу

5.2 Підготовка сигналу для передачі

6 Розрахунок антеного модуля для прийомо-передавального пристрою

7 Розробка конструкторського виконання приладу

7.1 Розміщення мікросхем усередені приладу

7.2 Забезпечення живлення приладу

7.3 Зовнішній вигляд приладу

7.4 Розрахунок ударостійкості

8 Техніко-економічне обгрунтування розробки

8.1 Опис виробу

8.2 Дослідження і аналіз ринків збуту

8.2.1 Сегментація ринку по споживачах

8.2.2 Параметрична сегментація ринку

8.2.3 Аналіз конкурентноздатності

8.3 Розрахунок затрат на розробку виробу (передвиробничі затрати)

8.4 Розрахунок договірної ціни виробу

8.5 Розрахунок річних витрат споживача

8.6 Розрахунок інтегрального показника конкурентноздатності

8.7 Аналіз стратегії маркетингу

8.7.1 Схема розповсюдження виробів

8.7.2 Організація реклами

8.7.3 Прогнозування об’єму продаж

8.8 Визначення беззбитковості виробництва

Висновки

Перелік посилань

Вступ

У різних галузях народного господарства досить часто виникає необхідність мати певне уявлення про характеристику погодних умов на певній, досить невеликій ділянці місцевості, це може бути використано у статистичних, інформативних, синоптичних цілях.

При цьому головними вимогами, що висуваються до цієї інформаціі про погодні умови є:

- оперативність збору, а отже доцільність інформації;

- мінізація технічних та матеріальних засобів для її отримання;

- зручнічть у використанні та мобільність технічних засобів збору інфор-мації;

- точність інформації, що надходить, тощо.

Тому для реалізації всих цих вимог потрібен комплекс збору метеорологічних даних, далі – комплекс, до складу якого належіть прилад, що розроблюється – „прилад прийому метеорологічних даних”, далі – прилад.

Звичайні метеорологічні станції не завжди можуть бути корисними: по-перше, збирання метеорологічних даних (тих або інших метеопоказників) є узагальнюючим; по-друге, вони є стаціонарними, тобто розташовані на певних ділянках місцевості; по третє, не всі ділянки земної поверхні знаходяться у зонах дії метеорологічних станцій.

Серед галузей використання комплексу можна насамперед виділити наступні:

- сільське господарство – необхідна швидка та точна інформація щодо температури, вологості повітря та ін. для термінового проведення (або відкладення проведення) сільськогосподарських робіт – пахота, засівання, збір врожаю, тощо;

- проведення розважальних та тренувальних заходів (наприклад: авіашоу, стрибки з парашутами, великі фестивалі та концерти на відкритому повітрі) – інформація щодо стану та зміну стану нижніх шарів атмосфери може бути край важливою, та може слугувати підставою для перенесення або скасування цих заходів;

- санатарно-курортні заклади та пляжі;

- дослідження стану нижніх шарів атмосфери на певній, віддаленій від зони дії метеостанцій, ділянці місцевості.

Тому прилад, що розроблюється має відповідати наступним вимогам та реалізовувати наступні дії:

- отримувати дані, що були щойно виміряні, від модулей збору метеорологічної інформації, далі – модулі, за допомогою радіозв’язку;

- передавати отримані дані до персонального комп’ютера для іх подальшого зручного зберігання, моніторінгу та обробки;

- забезпечувати зв’язок між модулями копмлексу на відстані до 5 кілометрів;

- задовільняти існуючим „оматорським” стандартам радіозв’язку.

Для функціонування радіозв’язку між приладом та модулями комплексу було обрано частоту 315 МГц, оскільки вибір частоти передачі даних понад 500 МГц може призвезти до перешкоди збоку сотового зв’язку, передача даних на більш низькій частоті (менше 200 МГц) може перешкоджати робіті радіомовленевого зв’язку (рації, інші переговорні пристрої).

Обрана частота передачі (500-700 МГц) належіть до діапазону „оматорських” частот, передача даних у радіусі до 5 кілометрів не потребує реєстрації у Укрчастотнагляді та інших подібних державних установах, та може використовуватись без додаткових документів та відповідних ліцензій.

1. Огляд існуючих технічних аналогів

Розглянемо декілька технічних розробок, що несуть сособою мету збору та збереження певних метеопоказників.

1. Система „ІОН”, російського виробника „ООО Прома” (2001р). Метеорологічний комплекс являє собою прилад збору метеопоказників, у який вбудовані певний набір датчиків, та мікроконтролер з досить великим об’ємом внутрішньої пам’яті для збереження результатів вимірювання.

Його структурну схему можна уомвно представити так (рис. 1.1):

Рисунок 1.1. Система збору метеорологічних даних „ІОН” російського виробника „ООО Прома”.

Алгоритм роботи даного пристрою можна представити так:

- задається план вимірів за допомогою текстового файла та при підключенні пристрою до Пкзаноситься план вимірів;

- людина (оператор) пересувається з пристроєм до точки заміру та натискаючи кнопку „Пуск” робить запит до датчиків на вимірювання відповідних показників;

- щойно виміряні дані зберігаються у внутрішній пам’яті мікроконтролера пристрою;

- робиться замір у наступній контрольній точці, і так доти, доки не буде виконаний план, внесений у началі маршруту;

- після завершення маршруту, дані, що буди збережені, переносяться до персонального комп’ютера для їх подальшої обробки.

Недоліки такої системи є очевидними: неможливість працювати у реальному часі даних, необхідність пересування з приладом по контрольних точках, жорстка прив’язка до плану вимірів, незручність користування та .ін.

2. Стандартна система моніторінгу за погодою. У стандартної метеорологічної станції є також недоліки у роботі: збирання метеорологічних даних (тих або інших метеопоказників) є узагальнюючим; по-друге, вони є стаціонарними, тобто розташовані на певних ділянках місцевості; по третє, не всі ділянки земної поверхні знаходяться у зонах дії метеорологічних станцій, витрата великої кількості коштів при експлуатації, через залучення великої кількості працівників-метеорологів.

Ці системи не можуть бути застосованими у тих випадках, коли необхідна можливість збору інформації у реальному часі, для збору метеопоказників може залучатися лише одна особа, є необхідність збору метеоінформації у місцях, що не входять до зони дії стаціонарних метеостан-цій, можливість легкого та швидкого оперування з отриманими даними.

Для вирішення усіх цих проблем необхідна розробка нового метеокомплекса.

2. Структурна схема приладу та її опис

2.1 Структурна схема і призначення окремих функціональних блоків

Можна запропонувати наступну структурну схему приладу (рис. 2.1.1):

Рисунок. 2.1.1. Структурна схема приладу

Головні функціональні блоки схеми – прийомо-передавальний пристрій та модуль попередньої обробки прийнятого сигналу.

Прийомо-передавальний пристрій – пристрій, що здійснює радіо передачу запиту до модуля збору метеоінформації та прийом інфорамціції, що надійшла від блоку датчиків модуля.

Модуль попередрьої обробки – здійснює попередню обробку прийнятого сигналу від прийомо-передавального пристрою для подальшої передачі інформації на lpt-порт ПК.

2.2 Робота пристрою за структурною схемою

2.2.1 Прилад збору метеорологічних даних

Розглянемо структурну схему приладу збору метеорологічних даних (рис. 2.2.1.1)

Рисунок. 2.2.1.1. Структурна схема приладу збору метеорологічної інформації.

Прийомо-передавальний пристрій – здійснює зв’язок між приладом прийому метео-рологічних даних та модулем збору метеоінформації.

Мікроконтролер – відповідає за керування роботою прийомо-передавального пристрою та блоку датчиків у складі модуля збору інформації.

Блок датчиків – конкретний набір датчиків, що здійснюють вимірюють певні метеорологічні показники.

Для аналізу роботи приладу за структурною схемою, розглянемо цикл передачі інформації, який проходить у процесі роботи метеорологічного комплексу.

2.2.2 Обмін інформацією між окремими вузлами метеорологічного комплекса

Обмін інформацією між окремеми вузлами метеорологічного комплекса можно наведено на рис. 2.2.2.1.

Умовно цикл обміну інформацією між модулем збору, приладом прийому інформації, та керуючою програмою ПК можна представити через структурну схему комплексу збору метеорологічних даних (рис. 4.1.1)