Adatgyűjtő-vezérlő hálózati rendszer tervezése otthoni alkalmazásokhoz

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Tóth Csaba
Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék

Az otthoni környezetek számára sokféle monitorozó-beavatkozó rendszer létezik, amelyekben többnyire vezeték nélküli hálózatokat használnak a szenzorok jeleinek összegyűjtésére, illetve az aktuátorok vezérlésére. A vezeték nélküli hálózatok könnyen, gyorsan telepíthetők, de nagy hátrányuk az elemes vagy akkumulátoros tápellátásból adódó problémák: a korlátos élettartam, az elemcsere vagy az akkumulátorok rendszeres feltöltése. Az elemek, akkumulátorok ára és a csere járulékos költsége nagyban korlátozza az ilyen rendszerek elterjedését.

A fentiek miatt érdemes egy olyan hierarchikus hálózati rendszert tervezni, amely ötvözi a vezetékes és vezeték nélküli szenzorhálózatok legelőnyösebb tulajdonságait. A feladatom, hogy a diplomamunkám keretin belül megvalósítsak egy alapvetően vezetékes buszkapcsolatot alkalmazó, hálózati táplálással rendelkező szenzor-, illetve aktuátorhálózatot, mely a könnyebb telepíthetőség érdekében egy vezeték nélküli rendszer alhálózatát képezi. A szenzorhálózat által gyűjtött információk megbízható továbbítása a kiértékelés helyére egy kiemelten fontos feladat. Ez a gyakorlatban legtöbb esetben egy távoli, nagy számítási kapacitású adatközpontban történik, ezért a rendszer kibővítésre kerül egy harmadik hierarchiaszinttel, mely a magas szintű adattovábbításért felel.

A dolgozatomat egy rövid irodalomkutatással kezdem a szenzorhálózatok területén. Bemutatom azok alapjait és legjelentősebb alkalmazási területeit. A feladatkiírás pontjait egy előzetes rendszertervben összegzem, majd megvizsgálom azokat a kommunikációs szabványokat, melyek gondos mérlegelés után alkalmasnak bizonyultak a felvázolt három hierarchiaszintű rendszer megvalósítására.

A diplomamunkám második fele egy elsősorban otthonok környezeti paramétereinek monitorozására alkalmas rendszer hardveregységeinek fejlesztési lépéseit ismerteti. Az alsó hierarchia szinten található Slave egységek tekintetében bemutatásra kerül egy hőmérséklet és páratartalom mérésére alkalmas egység, valamint egy PIR szenzor alapú mozgásérzékelő. Ezt követően egy ZigBee protokoll kiszolgálására alkalmas vezeték nélküli interfésszel rendelkező, hálózati aljzatba csatlakoztatható, az alsó két szint közötti átjárást biztosító Master egység tervezési lépéseit ismertetem. Végül bemutatásra kerül egy 32 bites ARM mikrovezérlő köré felépített, a szenzorhálózat adatainak begyűjtéséért felelős Adatkoncentrátor egység és az általa megvalósított web alapú megjelenítési felület.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.