Розробка пристрою для передачі телеметричної інформації в LPD-діапазоні

Франчук, Сергій Юрійович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8263

Title:	Розробка пристрою для передачі телеметричної інформації в LPD-діапазоні
Authors:	Лега, Юрій Григорович Франчук, Сергій Юрійович
Keywords:	пристрій передачі даних;LPD-діапазон .;прийомопередавач;Інтерфейс RS-232;Інтерфейс RS-485;мікроконтролер
Issue Date:	2021
Abstract:	Мета роботи – розробити передавальний пристрій, що працює в коротко-хвильовому діапазоні з використанням сучасної елементної бази згідно з вимо-гами ТЗ. Проведено аналіз застосування та схем інтерфейсів RS-232 та RS-485, оглянуто існуючі пристрої та проведено аналіз окремих схем подібних пристроїв. Проведений аналіз технічного завдання та відповідно розроблена структурна схема пристрою. Проведено аналіз роботи окремих блоків схеми.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/8263
Appears in Collections:	172 Електронні комунікації та радіотехніка (Телекомунікації)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
Б_172_Франчук_Лега.pdf Restricted Access		993.06 kB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ЕЛЕКТРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ І РОБОТОТЕХНІКИ
КАФЕДРА РАДІОТЕХНІКИ, ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ І РОБОТОТЕХНІЧНИХ
СИСТЕМ

Пояснювальна записка
до кваліфікаційної роботи
бакалавра
(освітній ступінь)

на тему Розробка пристрою для передачі телеметричної інформації
в LPD-діапазоні

Виконав: студент 4 курсу, групи ТК-76ск
спеціальності
172 «Телекомунікації та радіотехніка»
(шифр і назва напряму підготовки, спеціальності)
(освітня програма – «Телекомунікації»)
Франчук С.Ю.
(прізвище та ініціали)
Керівник Лега Ю.Г.
(прізвище та ініціали)
Рецензент Григор’ян М.Б.
(прізвище та ініціали)

Черкаси – 2021 року

Черкаський державний технологічний університет
(назва вузу)
Факультет електронних технологій і робототехніки
Кафедра радіотехніки, телекомунікаційних і робототехнічних систем
Освітня програма Телекомунікації
Спеціальність 172 – «Телекомунікації та радіотехніка»

ЗАТВЕРДЖУЮ
Зав. кафедри РТРС
д.т.н., професор Палагін В.В.

« » 2021 р.

ЗАВДАННЯ
на кваліфікаційну роботу здобувачу освітнього ступеня
«бакалавр»
(назва ступеня)
Франчуку Сергію Юрійовичу
(прізвище, ім'я, по батькові)
1. Тема проекту (роботи) Розробка пристрою для передачі телеметричної інформації в
LPD-діапазоні
затверджена наказом по університету від « 19 » лютого 2021 р. № 53/01
2. Термін здачі студентом закінченого проекту (роботи) 14 червня 2021 р.
3. Вихідні дані до проекту (роботи) робоча частота – 433,075МГц;
2 силових цифрових входи RS-232 та RS-485 ;
пристрій повинен мати можливість можливість використання в
широкому діапазоні робочих температур; всі блоки повинні бути побудовані на сучасній
елементній базі з використанням мікроконтролерів, з можливістю зміни програми роботи та

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить
розробити)_________________________________________________________________________
Вступ 1. Патентний пошук та огляд існуючих 2. Обґрунтування технічного завдання
3. Розробка структурної схеми пристрою 4. Розробка електричної принципової схеми пристрою
5. Охорона праці. Висновок

5. Перелік графічного матеріалу (з точним зазначенням обов’язкових креслень)
1. Схема електрична структурна. 2. Схема електрична принципова.

6. Консультанти з проекту (роботи) із зазначенням розділів проекту, що їх стосуються
Підпис, дата
Розділ Консультант завдання завдання
видав прийняв

1. Охорона праці Кожем’якін Олексій Сергійович

7. Дата видачі завдання 15.01.2021
Керівник С.С. Мартиненко
(підпис) (ініціали, прізвище)
Студент С.Ю. Франчук
(підпис) (ініціали, прізвище)

Календарний план
Пор. Назва етапів дипломного Термін виконання етапів Примітка
№ проекту (роботи) проекту (роботи)
1. Аналіз технічного завдання та 20.01.2021-
огляд літератури 31.01.2021
2. Патентний пошук та огляд 01.02.2021-
аналогічних рішень 20.02.2021
3. Обґрунтування технічного завдання 21.02.2021-01.03.2021
4. Розробка структурної 02.03.2021-
схеми пристрою 20.03.2021
5. Розробка електричної принципової 21.03.2021-
схеми пристрою 15.05.2021
6. Розробка розділу з охорони праці 16.05.2021-25.05.2021
7. Оформлення пояснювальної записки 26.05.2021-28.05.2021
8. Оформлення креслень 29.05.2021-05.06.2021

Студент С.Ю. Франчук
(підпис)
Керівник проекту С.С. Мартиненко
(підпис)

ЗМІСТ

ВСТУП......................... ОШИБКА! ЗАКЛАДКА НЕ ОПРЕДЕЛЕНА.
1 ПАТЕНТНИЙ ПОШУК ТА ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ РІШЕНЬ
....................................... ОШИБКА! ЗАКЛАДКА НЕ ОПРЕДЕЛЕНА.
1.1. Аналіз технологій для передачі даних ...................................................... 7
1.2. Аналіз розподілу частотного діапазону ................................................. 18
1.3. Огляд ресиверів діапазону 433 МГц .......................................................... 21
1.3.1 Сімейство Smart RF................................................................................. 21
1.3.2 Передавачі із вбудованим мікроконтролером....................................... 23
1.3.3 Сімейство передавачів T575x і приймачів T574x ................................. 26
1.3.4 Прийомопередавачі фірми Maxim .......................................................... 30
1.3.5 Короткий огляд сімейства ресиверів Texas Instruments до 1000МГц 31
2 ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ ....................34
3 РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ........................................37
4 РОЗРОБКА ПРИНЦИПОВОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ СХЕМИ .......37
4.1 Опис роботи інтерфейсу RS-232 ............................................................... 39
4.2 Опис роботи інтерфейсу RS-485 ............................................................... 40
4.3 Реалізація радіоканалу на модулі RXQ6-433.......................................... 41
4.3.1 Трансивер СС1100..................................................................................... 43
4.3.2 Конфігурація виводів трансивера СС1100............................................. 46
4.3.3 Опис схеми трансивера СС1100............................................................. 49
4.4 Опис мікроконтролера ATmega128 ......................................................... 50
4.4.1 Характеристики мікроконтролера....................................................... 50
4.4.2 Елементи роботи мікроконтролера ..................................................... 56

ТК-76ск.021064.248 ПЗ
Змн. Арк. № докум. Підпис Дата
Розроб. Франчук С.Ю.
Розробка пристрою для передачі Літ. Арк. Аркушів
Перевір. Лега Ю.Г. телеметричної інформації в 3 5
Реценз. LPD-діапазоні
Н. Контр. Лега Ю.Г. ЧДТУ
Затверд. Палагін В.В Пояснювальна записка

5 ОХОРОНА ПРАЦІ..........................................................................61
5.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на працівників
технічної лабораторії ...................................................................................... 61
5.2 Розрахунок системи кондиціювання повітря лабораторії ................... 67
5.2.1 Розрахунок надходження тепла в приміщення ................................... 68
5.2.2 Розрахунок надходження вологи в приміщення ................................... 71
5.2.3 Розрахунок повітрообміну ...................................................................... 71
5.2.4 Продуктивність систем кондиціонування повітря............................ 72
5.2.5 Розрахунок потужності повітроохолоджувача.................................. 73
5.2.6 Вибі моделі кондиціонера ........................................................................ 74
ВИСНОВОК.......................................................................................77
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ ................................79

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 4
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

ВСТУП
У разі виникнення будь-якого стихійного лиха або заворушень
громадські бездротові мережі піддаються перевантаженню. Додзвонитися по
стільниковому телефону або пробитися через хаотичний радіоефір, щоб віддати
наказ чи вислухати донесення, - завдання непросте.
Можна, звичайно, використовувати кабельні мережі, але тоді підрозділу
із забезпечення законності і команди рятувальників виявляються "стриножені",
а адже події розвиваються стрімко і необхідно компетентно маневрувати
резервами. Ще одна напасть - це часті пошкодження дротових мереж в
результаті аварій на електромережах або в разі ураганів, повеней, цунамі. До
недавнього часу державні органи влади в усьому світі, відмінно знаючи про
подібні проблеми, намагалися вирішити їх "в лоб": вводили спеціальні
пріоритети для спецспоживачів стільникового зв'язку, створювали мережі
конфіденційного зв'язку поверх громадських мереж, стимулювали провайдерів
зв'язку резервувати потужності на випадок надзвичайних ситуацій ( НС). Однак
це не вирішувало всіх проблем - всі подібні системи не можна було оперативно
розгорнути на місцевості, підключити до них відеопотоки від камер, датчики
телеметричної інформації, забезпечити отримання даних від клієнтських
пристроїв і швидкий пропуск голосового трафіку "по повітрю". Для подібного
класу задач необхідні спеціальні мережі, які могли б працювати повністю
автономно, без всяких проводів (крім, зрозуміло, електроживлення),
передавали б дані з гарантованою якістю і могли адаптуватися до виходу з ладу
окремих фрагментів системи при НС.
Виникає питання оперативного отримання телеметричної інформації від
віддалених об'єктів, у тому числі рухомих.
Телеметрія - сукупність технологій, що дозволяє виробляти видалені
вимірювання та збір інформації для надання оператору або користувачеві. Для
збору даних зазвичай використовують або датчики телеметрії (з можливістю
роботи в телеметричних системах, тобто спеціальним вбудованим модулем
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 5
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

зв'язку), або пристрої зв'язку з об'єктом, до яких підключаються звичайні
датчики.
Телеметрія, зазвичай, застосовується в наступних областях:
- сільське господарство;
- водопостачання та водовідведення;
- медицина;
- оборона і космос;
- авто- і мотоспорт;
- системи глобального позиціонування, в т.ч. GPS моніторинг транспорту;
- IP-моніторинг;
- енергетика;
- системи безпеки (сигналізація, відеоспостереження).
Тому виникає необхідність в застосуванні пристрою передачі
телеметричної інформації в діапазоні 433 МГц.
Розробці пристрою передачі телеметричної інформації в діапазоні 433
МГц і присвячена дана кваліфікаційна робота бакалавра.
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 6
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

1 ПАТЕНТНИЙ ПОШУК ТА ОГЛЯД ІСНУЮЧИХ РІШЕНЬ
1.1 Аналіз технологій для передачі даних
Засоби телеметрії є потужним інструментом пізнання світу. Телеметрія
широко застосовується в сільському господарстві, системах водопостачання і
водовідведення, медицині, оборонній промисловості і космосі, розвідці, авто-
і мото-спорті, супутниковому моніторингу, енергетиці, системах безпеки
тощо.
Однією з головних проблем, яка виникає при проектуванні
телеметричних систем, є вибір технології передачі даних. У сучасних системах
збору й обробки інформації бездротові елементи займають важливе місце. Це
пов’язано як з їх меншою вартістю в порівнянні з кабельними системами, так і
з простотою побудови таких систем на сучасній елементній базі.
На сигнал, що передається по радіоінтерфейсу між модулями бездротової
мережі, впливають різні зовнішні завади. Особливо небезпечними є селективні
завади, потужність яких може змінюватися у широкому діапазоні. Тому
актуальною є проблема застосування в телеметричних системах технологій
передачі даних, що забезпечують високі показники їхньої якості та
завадостійкості[2].
Ключовими чинниками, що визначають вибір технології передачі
інформації, є відстань, на яку передаються дані, швидкість передачі, сумісність
з наявними стандартами, кількість пристроїв у мережі.
У багатьох практичних застосуваннях підвести дротові лінії зв’язку до
об’єкта спостереження або надзвичайно складно, або неможливо фізично. У
промислових телеметричних системах знаходять застосування практично всі
стандарти бездротової передачі даних. Системи бездротової передачі даних
характеризуються простотою інсталяції і високою надійністю. Так,
телеметричні GSM/GPS-модеми дають змогу не тільки відстежувати
переміщення певних об’єктів, але й отримувати в реальному часі дані про
поточний стан його параметрів: температуру, рівень заряду акумуляторів,
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 7
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

вологість, тиск, випромінювання тощо. Сучасні GSM-модеми мають
розширений набір інтерфейсів, що дає змогу стикувати їх із великою кількістю
промислового устаткування. Вони використовуються для отримання інформації
про роботу заправних станцій, газорозподільних установок, стан систем
живлення базових станцій стільникових операторів тощо.
Технологія Bluetooth широко застосовується як замінник кабельного
з’єднання RS-232. Простота впровадження, висока завадостійкість каналу
зв’язку і велика швидкість передачі даних роблять Bluetooth-рішення дуже
привабливими для отримання телеметричної інформації від промислового
устаткування[16].
Технологія ZigBee чудово підходить для збору інформації з сотень
датчиків. ZigBee-трансивери Texas Instruments використовуються
національними виробниками для побудови систем промислової автоматики. На
базі ZigBee-модулів XBee компанії Maxstream у США реалізована система
контролю рівня води у високогірних озерах[14].
За потреби передавати великі об’єми даних, наприклад відеоінформацію,
у системах телеметрії можуть застосовуватися технології Wi-Fi і Wi-Max.
У випадках, коли потрібно передавати телеметричну інформацію між
двома точками на відстань 10…100 метрів ідеально підходять мікросхеми
трансиверів, що функціонують у безліцензійних (ISM – Industrial, Scientific,
Medical – промислові, наукові, медичні) радіочастотних діапазонах 433, 868 і
2400 МГц. Ці частоти можуть використовуватися без оформлення відповідного
дозволу за умови дотримання вимог до ширини смуги пропускання,
випромінюваної потужності (до 10 мВт для діапазону 434 МГц і до 25 мВт для
діапазону 868 МГц) і призначення готового виробу.
Технологія Mesh Lite застосовується в системах контролю руху
пасажирського транспорту, для управління джерелами вуличного освітлення та
світлофорами, радіаційного контролю, в системах реєстрації аварійних
параметрів, автоматичного регулювання, в медичному, біологічному
моніторингу тощо[18].

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 8
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Ця технологія має топологію на зразок «кластерне дерево» (Clаstеr Тrее) з
можливістю використання окремих вузлів мережі як ретранслятори
повідомлень з метою збільшення зони покриття мережі. До переваг технології
Mesh Lite відносять також низьке енергоспоживання всіх пристроїв мережі,
невелику вартість, автоматичне налаштування і відновлення, можливість
дистанційного керування кожним вузлом.
Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. Основна ідея
мережі Меsh Lite була запозичена з протоколу мереж ZigBee з урахуванням
особливостей роботи в діапазоні 868 МГц. Радіохвилі цього діапазону добре
проникають крізь бетонні конструкції. Менше загасають, проходячи через
цегляну кладку, на відміну від радіохвиль 2,4 ГГц (Wi-Fi). Невелика довжина
хвилі (35 см) дає змогу використовувати компактні спрямовані антени з
великим коефіцієнтом підсилення. Стаціонарні мережі, зорієнтовані на частоту
868 МГц, мають перевагу за дальністю передачі і швидкістю обміну
інформацією.
У приймачах та передавачах для частот 434 МГц і 868 МГц реалізована
амплітудна і частотна модуляції, швидкість передачі інформації – 1…10 кбіт/с,
у деяких типів прийомо-передавачів вона досягає 100 кбіт/с. Для кодування
інформації, переважно, використовують Манчестерський або Бі-фазний коди.
Випромінювана потужність і чутливість можуть задаватися програмно або
апаратно. Для зниження енергоспоживання передбачені спеціальні режими
роботи. Тому використання цих радіочастот для організації простих з’єднань
типу "точка-точка" або "зірка" з невеликими швидкостями обміну може бути
гарною альтернативою бездротових технологій діапазону 2,4 ГГц. Однак
потрібно пам’ятати, що класична область застосування діапазонів ISM 433 і 868
МГц – це системи автоматизації й управління побутовими та промисловими
приладами всередині будівель, контролю та управління віддаленими
параметрами і виробничими процесами, радіокеровані іграшки, системи
охоронної сигналізації та безпеки. Всі ці системи поєднує одне – досить
обмежений радіус дії, менша в порівнянні з діапазоном 2,4 ГГц швидкість
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 9
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

передачі інформації, відсутність розроблених стандартних протоколів зв’язку і
засобів захисту переданої інформації, в міських умовах – висока завантаженість
діапазонів.
Використання виносних високоефективних антен із великим
підсиленням, а також ретрансляторів відкриває нові горизонти використання
цих радіочастотних ресурсів. Так, наприклад, модулі, розроблені французькою
компанією Telit RF, дають змогу організовувати мережі збору даних або
керування з радіусом дії вузлів до 1,5 км. Однією з технологій для побудови
такої мережі є Mesh Lite.
На сигнал, що передається по радіоінтерфейсу між модулями бездротової
мережі, діють як широкосмугові завади, які рівномірно впливають на різні
частотні канали, так і вузькосмугові, вплив яких поширюється на деякі з них.
Останні завади називаються частотно-селективними. Вони можуть бути
безперервними в часі або мати перервний характер, дрейфувати і мати змінну
потужність у широкому діапазоні. Це може спричинити істотне погіршення
якості радіоз’єднання або повне роз’єднання[17].
Один із способів боротьби з частотно-селективними завадами –
збільшення потужності сигналу. Проте подібний метод є енергетично
неефективним за великих потужностей завад. Іншим методом є розширення
спектра прямою послідовністю (DSSS – Direct-sequence spread spectrum). Для
розширення спектра в системі DSSS вузькосмуговий сигнал множиться на
високошвидкісну псевдовипадкову числову послідовність (ПЧП) імпульсів.
Ступінь розширення спектра визначається відношенням частоти слідування
імпульсів (частоти дискретизації) до частоти вузькосмугового сигналу.
Виділення різних кодів ПЧП дає змогу розділяти користувачів у тому ж самому
частотному діапазоні. Такий спосіб розділення каналів, як відомо, отримав
назву множинного доступу з кодовим розділенням (Сode-division multiple
access – CDMA).
У стільниковому зв’язку більшого поширення здобув метод розширення
спектра стрибками по частотам (FHSS – Frequency Hopping spread spectrum). За

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 10
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

цим методом смуга частот с ∆f ділиться на с k q = ∆f /∆f (обов’язково, щоб q ≤
79) частотних каналів, кожний шириною k ∆f. Швидкість передачі символів у
смузі k ∆f значно більше за швидкість стрибків із каналу на канал. Передача
пакета даних здійснюється на одній частоті, тривалість передачі на якій τ0 = /1
M, де M – кількість стрибків частоти за секунду. Для модуляції носійної
використовується гауссівська частотна модуляція (GFSK)[5].
Для кожної абонентської станції виділяються свої, відмінні від інших,
послідовності зміни частот. Головне, щоб зміна частотного каналу відбувалася
синхронно, інакше можлива втрата якості або розрив з’єднання. Очевидно, що
канали, які беруть участь у стрибках по частотам, не повинні бути задіяні на
тому самому або сусідніх радіомодулях. Крім того, чим більша кількість
каналів і чим більше вони рознесені один від одного, тим менша ймовірність
виникнення частотно-селективних завад на інших каналах.
Таким чином, у результаті включення зазначеної процедури, якщо на
якому-небудь каналі виникнуть завади, то їх дія буде розподілена між всіма
встановленими з’єднаннями, що призводить до зменшення кількості помилок у
кожному із з’єднань.
Стрибки між каналами можуть відбуватися послідовно від каналу до
каналу й однаково від циклу до циклу або випадково між каналами зі зміною
порядку від циклу до циклу. Останній варіант є кращим, оскільки вважається,
що він ефективніше розподіляє заваду і виключає випадок, коли завада діє
періодично і може впливати на той самий канал.
Метод стрибків по частотах знайшов широке застосування і в системах
Wireless Local Loop, в яких деякі ділянки дротової лінії зв’язку замінюються
бездротовими, а також при створенні персональних мереж (WPAN). Це
пов’язано з простотою практичної реалізації такого устаткування та з
порівняно дешевим його виробництвом.
Технологія FHSS реалізована в модернізованій широкосмуговій версії
популярного стандарту DECT ISM для діапазону частот 2400...2483,5 МГц. При
цьому носійні частоти звичайного (базового) DECT постійно змінюються в

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 11
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

межах діапазону ISM. Динамічний вибір каналу здійснюється між
послідовностями частот так само, як і у звичайному DECT при виборі каналу
між носійними частотами. Стандартом DECT ISM встановлений
псевдовипадковий закон зміни частот. Всього встановлено десять наборів
стрибків з номерами m = 0, 1,...,9. Послідовність стрибків у кожному наборі
визначена у специфікації стандарту. Теоретично, використовуючи DECT ISM,
можна через радіоінтерфейс забезпечити сумарну швидкість передачі
інформації 9…11 Мбіт/с.
Враховуючи особливості методу стрибків по частотах, доцільно
встановити, наскільки ефективним є застосування цього методу в протидії
частотно-селективним завадам під час використання технології Mesh Lite для
передачі даних у телеметричних системах.
Головною метою цієї роботи є обґрунтування доцільності використання
технології Mesh Lite як середовища передачі інформації в телеметричних
системах та ефективності застосування методу стрибків по частотах для
підвищення стійкості цієї технології до селективних завад.
Виклад основного матеріалу. Технологія Меsh Lite є оригінальною
розробкою французької фірми Telit RF і підтримується її радіомодемами та
радіомодулями. Всі радіомодулі і радіомодеми Telit RF містять вбудоване
програмне забезпечення, відрізняються частотним діапазоном, потужністю
передачі і конструктивним виконанням, що дає змогу швидко адаптувати їх для
вирішення завдань телеметрії.
Особливий інтерес для телеметрії представляють модулі сімейства Tiny
One Pro і Tiny One Plus. Для розгортання мережі Mesh Lite необхідно як
мінімум два прийомо-передавальні пристрої на основі радіомодулів сімейств
Tiny One Pro або Tiny One Plus, один з яких повинен бути сервером телеметрії.
Конфігурування всіх вузлів мережі Mesh Lite здійснюється програмою Mesh
Manager PC tools. Топологія Mesh Lite максимально ефективно використовує
виділену смугу частот, поєднуючи прийнятну швидкість передачі даних і
надійність функціонування мережі.

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 12
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.1 - Структура мережі Mesh Lite

Структура мережі. Мережа Mesh Lite включає три типи пристроїв (рис.
1.1):
− координатор або майстер мережі – пристрій найвищого рівня мережевої
топології, який може обмінюватися даними тільки з пристроями, що
знаходяться в його безпосередньому підпорядкуванні та керує роботою мережі
загалом;
− маршрутизатор – пристрій, який є посередником між пристроями більш
високого і низького рівнів; може виконувати функції ретранслятора, бути
кінцевим одержувачем даних, підпорядковуватися безпосередньо координатору
або іншому маршрутизатору;
− кінцевий пристрій є найнижчим рівнем мережевої топології Mesh Lite,
джерелом або одержувачем даних; забезпечує можливість взаємодії тільки з
маршрутизатором.
Кожен пристрій мережі Mesh Lite має унікальну MACC-адресу з
ієрархічною структурою, що дає змогу розрізняти пристрої різних рівнів.
Найбільш вразливою ланкою мережі Mesh Lite є координатор. У разі
його виходу з ладу працездатність мережі порушується. Відмова пристрою
будь-якого іншого рівня не є критичною. Якщо вийшов із ладу один із

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 13
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

маршрутизаторів, сусідні з ним пристрої автоматично знаходять інший вузол,
здатний взяти на себе його функції. Такий вибір здійснюється, по-перше, за
рівнем сигналу RSSI (Received Signal Strength Indication – індикація рівня
сигналу) і, по-друге, за кількістю вільних MACC-адрес. Перевагу буде надано
вузлу з найбільшим рівнем RSSI і достатньою кількістю вільних MACC-адрес.
Найпоширенішими видами топології мережі Mesh Lite є «зірка» та
BackBone. У «зірці» відсутні маршрутизатори, а кожний кінцевий пристрій
безпосередньо з’єднується з координатором. У топології BackBone до одного
координатора послідовно підключені маршрутизатори, кожен з яких керує
своїм набором кінцевих пристроїв.
Мікропрограмне забезпечення Меsh Lite від компанії Telit RF
забезпечує високу економічність і керування енергозбереженням. Із цією
метою реалізовані два варіанти функціонування мережі. У першому
координатор мережі постійно активний. Він контролює мережу і здійснює
обмін даними з максимально високою швидкістю. За сигналами координатора
окремі ділянки мережі періодично "прокидаються" і обмінюються
повідомленнями. При другому варіанті вся мережа Mesh Lite знаходиться в
режимі «сну», включаючи координатор. Обмін даними відбувається в межах
окремих сегментів мережі, які періодично "прокидаються".

Рисунок 1.2 - Структура часових пакетів мережі Mesh Lite

Структура часових пакетів Mesh Lite запозичена в ZigBee. Пакет
складається із сигналу маяка та робочого кадру (рис. 1.2). Робота всіх пристроїв
мережі Mesh Lite синхронізується сигналом маяка (Вeacon), який періодично
випромінюється ведучим у межах пристроїв певної групи. В першу чергу маяк
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 14
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

передає інформацію про часову синхронізацію. Для того, щоб не пропустити
початок сигналу маяка, пристрої нижнього рівня повинні «прокинутися»
раніше. Коли з’являється сигнал маяка, пристрої синхронізують свої таймери
[6].
Сигнал маяка містить інформацію про період повторення, максимальну
тривалість робочого кадру, ідентифікаційний номер мережі, кількість вільних
MACC-адрес, кількість пристроїв, які можуть бути під’єднані до
маршрутизатора і його відстань до координатора, список приймальних
пристроїв, для яких призначене вхідне повідомлення.
За сигналом маяка наступає робочий кадр (Super Frame), що складається з
двох основних частин, перша з яких відводиться для передачі пакетів даних
вхідних повідомлень, друга – вихідних. Тривалість першої частини може бути
нульовою, якщо вхідне повідомлення не очікується. Разом із тим вона не може
перевищувати тривалість максимального робочого кадру. Вхідні повідомлення
отримуються одне за одним відповідно до списку пристроїв, що міститься в
сигналі маяка. Кожен пристрій нижнього рівня має дочекатись своєї черги, щоб
завантажити своє повідомлення. В другій частині пристрої нижнього рівня
можуть відправляти свої повідомлення за допомогою протоколу CSMACA.
Інформація про тривалість робочого вікна, а також співвідношення його
частин передається у складі сигналу маяка. У паузах між сигналами маяка і
робочими вікнами пристрої мережі знаходяться в режимі сну. Якщо будь-який
пристрій не встигає зробити передачу або прийом даних протягом одного
робочого вікна, цей процес поділяється на декілька робочих вікон.

Рисунок 1.3 — Спектри потужності сигалів FHSS та DSSS
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 15
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Дослідження ефективності частотного методу стрибків у технології Меsh
Litе. Як зазначалось, FHSS сигнали є більш завадостійкими до частотно-
селективних завад, ніж DSSS сигнали. Дійсно, потужність DSSS сигналу
розподіляється вздовж всього частотного діапазону (рис. 1.3). У будь-якому
його окремому сегменті потужність мала. Внаслідок цього навіть незначні за
потужністю частотно-селективні завади можуть легко перекрити сигнал.
При передачі FHSS сигналів на частину частотної смуги на короткий
проміжок часу припадає значно більша потужність, що забезпечує зменшення
впливу завад на корисний сигнал у певних сегментах смуги частот.
Для передачі DSSS сигналів використовуються статично виділені зони
частотної смуги. Частотно-селективна завада в будь-якій значній частині цієї
виділеної зони впливатиме на передачу і може повністю розірвати зв’язок. При
передачі FHSS сигналів сильні завади можуть зашкодити передачі на певній
частоті, оскільки частота сигналу постійно змінюється внаслідок стрибка. Як
наслідок, під дією завад буде зменшена пропускна здатність, але зв’язок
триватиме.
Моделювання передавально-приймального тракту мережі Mesh Lite. Для
дослідження було розроблено модель тракту в пакеті розширення Matlab 7.0.1
Simulink. Модель складається з п’яти логічно взаємопов’язаних блоків. Блок 1
являє собою джерело імпульсного сигналу. Передавач (блок 2) виконує такі
функції, як формування інформаційних кадрів, здійснення модуляції сигналу та
реалізацію методу стрибків по частотах. Канал, по якому передається
інформація (блок 3), додає до сигналу селективні завади. У приймачі (блок 4)
здійснюється виділення інформаційних кадрів і демодуляція сигналу. У блоці 5
порівнюються вхідний і вихідний сигнали. Результати моделювання передачі
даних відображаються за допомогою блока Signal Visualization. Канал, по
якому передаються дані, представлений блоком Multipath Channel.
Дослідження стійкості моделі Mesh Lite до селективних завад. Для
аналізу стійкості моделі Mesh Lite до селективних завад були зафіксовані
значення кількості помилок у блоці бітів BER (Bit Error Rate) при зміні

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 16
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

значення сигнал/шум (SND (dB)) у каналі в межах 3…39 дБ.
Розглянемо особливості моделювання методу стрибків по частотах. Потік
даних передається зі швидкістю 38,4 кбіт/с і модулюється за допомогою GFSK.
Модулятор GFSK фактично передає сигнал одиниці на частоті 150 кГц
відносно носійної та сигнал нуля на частоті -150 кГц відносно носійної. Цей
процес забезпечується блоком Frequency hopping GFSK Modulator, з
використанням блоку Continuous Phase Modulation (CPM) для задання таких
параметрів, як, наприклад, індекс модуляції. Інформаційний символ
розбивається на 100 відліків із кроком дискретизації 1 мкс, а блок модулятора
видає комплексний сигнал, що центрується навколо нульової частоти. 62 500
відліків утворює кадр тривалістю 625 мкс.
Для уникнення селективних завад тайм-слот передається на різних
носійних частотах. У цій моделі це досягається множенням основної смуги
частот на одну з 23 можливих носійних частот у діапазоні ±11 МГц.
Інформаційний сигнал передається в діапазоні 848…872 МГц. Носійний сигнал
генерується блоком MFSK. В цій моделі послідовність стрибків задається
простим генератором випадкових чисел.

Рисунок 1.4 — Залежності помилок від відношення сигнал/шум

Арк.

ТК-76ск.021064.248 ПЗ 17
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Результати дослідження свідчать про те (рис. 1.4), що зі збільшенням
значення сигнал/шум зменшується кількість помилок у блоці бітів. Однак у разі
використання методу стрибків по частотах кількість помилок (на рис. 1.4
пунктирна лінія) зменшилася приблизно в два рази. При дослідженні моделі без
використання цього методу найбільша кількість помилок становить
46,7294⋅10-4 для відношення сигнал/шум 3 дБ; якщо ж метод стрибків по
частотах застосовується – 22,403⋅10-4 (на рис. 4 суцільна лінія). Найменші
значення кількості помилок при відношенні сигнал/шум 39 дБ становили
5,8413⋅10-4 і 0,6127⋅10-4 відповідно.
Висновки і пропозиції. Головні вимоги, які задовольняють сучасні
телеметричні системи, є такими: можливість одночасної передачі великої
кількості різних параметрів, забезпечення заданої точності, дальності, великої
швидкості передачі даних, високий рівень надійності та автоматизації процесів
збору, передачі й обробки даних.
Перевагами застосування в телеметрії бездротової передачі даних є
простота інсталяції, висока надійність радіочастотних систем, простота
створення таких систем на сучасній елементній базі, можливість встановлення
з’єднання у випадках, коли підвести проводові лінії зв’язку до об’єкта
спостереження складно або неможливо.
До переваг технології Mesh Lite відносяться низьке енергоспоживання
всіх пристроїв мережі та невелика вартість, автоматичне налаштування і
відновлення мережі, можливість дистанційного керування кожним вузлом,
підвищена дальність зв’язку завдяки функції ретрансляції. До недоліків –
редачі. передачі.
До недоліків – невисока швидкість передачі.

1.2 Аналіз розподілу частотного діапазону
Приймально-передавальні пристрої стали невід'ємною частиною нашого
життя. Величезна кількість людей у всьому світі використовують радіозв'язок,
перебуваючи вдома, в офісі, в транспортних засобах або при пішому
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 18
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

пересуванні. В даний час в Україні для цивільного радіозв'язку (станом на 2009
рік) виділені три діапазони частот:
- 27 МГц (CB), з дозволеною потужністю до 10 Вт, дозволено
використовувати рації з будь-якими типами антен (компактними,
автомобільними, стаціонарними).
- 433 МГц (LPD) - з дозволеною потужністю до 0,01 Вт, дозволено
використовувати рації з інтегрованими компактними антенами.
- 446 МГц (PMR) - з дозволеною потужністю до 0,5 Вт, дозволено
використовувати рації з інтегрованими компактними антенами[1].
Перший цивільний діапазон для приймально-передавальних пристроїв -
СВ (скорочення від Citizen Band), з'явився в Україні в далекому 1988 році і був
єдиним діапазоном для вільного використання. За своєю суттю засоби
радіозв'язку цього діапазону є ношені, возяться або стаціонарні радіостанції.
Можливості застосування Сі-Бі зв'язку вельми широкі. Це досить надійний і
доступний засіб зв'язку, що дозволяє зв'язати, наприклад, магазин зі складом,
склад з автотранспортом і т.д. Можна використовувати Сі-Бі радіозв'язок і на
маломірному флоті - на катерах і яхтах. При цьому дальність зв'язку на воді
значно зростає. Але найбільш масове застосування Сі-Бі радіозв'язок знайшла в
якості рухомого зв'язку. Радіостанції в автомашинах дозволяють підтримувати
постійний контакт між собою, отримувати оперативну інформацію про
ситуацію на дорогах, допомога при виборі маршруту, допомога при аваріях і
технічні неполадки в дорозі.
З 1999 року в Україні дозволений до застосування діапазон 433 МГц
(433.0750 - 434.7750), його друга назва - LPD (від скорочення Low Power Device
- малопотужний пристрій). Звідси LPD-діапазон - діапазон частот, спеціально
виділений для роботи приймально-передавальних пристроїв невеликої
потужності. Діапазон LPD (433,075-434,750 МГц) передбачає використання
приймально-передавальних пристроїв потужністю 0,01 Вт і не підлягає
ліцензуванню, тобто не треба отримувати спеціальний дозвіл на частоту.
Радіохвилі цього діапазону, на відміну від СВ діапазону, мають кращу

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 19
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

проникну здатність, що дозволяє використовувати його в районах щільної
забудови, наприклад в міських умовах, в приміщеннях або в лісі. Промислові
перешкоди не роблять на цю частину радіоспектра сильного впливу. А в
умовах роботи на відкритій місцевості дальність зв'язку істотно зростає. Тому
на відкритій місцевості радіус дії LPD- приймально-передавальних пристроїв
досягає 5 кілометрів. На воді стійкого зв'язку можна домогтися на відстані до 8
км (в залежності від характеристик приймально-передавальних пристроїв).
Рації діапазону 433 МГц відрізняються від своїх СВ-побратимів компактними
розмірами і малою вагою.
Використання приймально-передавальних пристроїв LPD діапазону не
може використовуватися у таких країнах: Бельгія, Данія, Фінляндія, Ірланлія,
Люксембург, Португалія, Великобританія, Іспанія, Литва, Латвія, Естонія,
Хорватія, Туреччина.
У листопаді 2005 року Державної комісії з радіочастот прийняла рішення
про виділення смуги радіочастот 446-446,1 МГц для портативних радіостанцій.
Простіше кажучи, в Україну прийшли рації, якими користується весь інший
світ, приймально-передавальні пристрої діапазону PMR (Personal Mobile Radio -
Персональні Мобільні Радіостанції). Європейський стандарт безліцензійної
радіозв'язку, що включає в себе 8 частот із зсувом 12,5 кГц. Важливо те, що в
даному діапазоні дозволені радіостанції потужністю 0,5 Вт, що в кілька разів
перевищує дозволену потужність LPD. З PMR радіостанцією можна сміливо
їхати за кордон, так як обмежень на її використання в країнах Європи і США
немає.
Проведемо аналіз наявних рішень на частотах 432-438 МГц, куди
входить діапазон 433,05—434,79 МГц, загальна назва LDP433 (Low Power
Device), у якому дозволена робота радіомовних пристроїв,
пристроїв телеметрії та сигналізації з максимальною дозволеною потужністю
до 10 мВт. У більшості країн світу в цьому діапазоні дозволена робота
пристроїв без спеціальних дозволів і ліцензій за умови дотримання деяких
обмежень. В Україні дозволена робота радіопереговорних пристроїв,
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 20
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

пристроїв телеметрії та радіодистанційного керування з обмеженням
потужності у 10 мВт, та пристроїв медичного призначення з обмеженням
потужності у 1 кВт. В діапазоні LPD, фактично, експлуатується багато
пристроїв LPD-діапазону із вихідною потужністю більшою за 10 мВт, у тому
числі передавачі двостороннього зв'язку автосигналізацій, передавачі датчиків
побутових метеостанцій а також радіоаматорські радіостанції та
ретранслятори, потужність передавачів яких може складати одиниці і десятки
ват [7].

1.3 Огляд ресиверів діапазону 433 МГц
На сьогоднішній день існує велика кількість простих і досить складних
приймально-передавальних пристроїв на діапазоні 433МГц.
Розглянемо застосування мікросхем корпорації Atmel для побудови
систем передачі даних на ультрависоких частотах.
Існує ряд завдань, де потрібен бездротовий канал передачі даних. Навряд
чи комусь сподобається ставати на стілець, щоб налагодити кондиціонер, або в
морозний зимовий ранок залишати теплий салон автомобіля для відкриття
гаражних дверей. Але достатньо великі зусилля, які необхідно витратити на
освоєння принципів побудови радіотракту передачі даних, будуть мати занадто
високою ціною, , за ті зручності, які ми в результаті одержимо. Застосування
елементної бази Atmel, яка призначена для побудови недорогих систем
передачі даних у неліцензованому частотному діапазоні ISM (англ. industrial,
scientific and medical), дозволить зменшити вартість вказаних систем.

1.3.1 Сімейство Smart RF
Корпорація Atmel пропонує велику елементну базу для побудови
радіочастотних додатків, що працюють у неліцензованому частотному
діапазоні ISM. До складу цієї елементної бази входять інтегральні схеми
одноканальних передавачів, приймачів, а також трансиверів і передавачів із
вбудованим 4-разр. ядром MARC і 8-разр. ядром AVR. Елементна база охоплює
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 21
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

частотні діапазони 250-450 Мгц, 868-870 Мгц, 902-928 Мгц, що задовольняє
вимогам більшості додатків у промисловій і користувацької сферах. Загальною
рисою Ism-Виробів компанії Atmel є високий рівень інтеграції, і як наслідок,
простота схеми включення. На рис. 1.1 представлена номенклатура елементної
бази, основні її класифікаційні ознаки й допомога до її вибору.
Типовими сферами застосування розглянутих ІС є:
 автоматизація побутового й офісного встаткування, а саме дистанційне
керування:
 зчитування показань вимірювальних пристроїв;
 просунуті іграшки й ігрові приставки;
 дистанційне керування пристроями;
 передача даних у промисловій сфері;
 бездротові навушники;
 конференц-системи;
 системи торговельних терміналів;
 системи безпеки й сигналізації;
 автомобільна електроніка (контроль внутрішншинного тиску, безключове
керування).

Рисунок 1.5 - Номенклатура мікросхем Увч-Діапазону корпорації Atmel

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 22
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Коротка технічна характеристика наведених на рис. 1.5 ІС приведена в
таблиці 1.1. З неї випливає, що більшість представлених ІС оптимізована на
використанні в автомобільній електроніці.
У цьому напрямку можна виділити сімейства:
- ATAR862 (мікроконтролер MARC + радіопередавач) і АТА (трансивер), яке
повністю орієнтоване на використанні в автомобільній електроніці;
- сімейство передавачів T575x і приймачів T574x, яке являє собою
вдосконалену заміну відповідних ІС сімейства Ux74x і оптимізоване під
автомобільну сферу застосування;
- а також сімейство Smartrf для промислової й користувацької електроніки,
орієнтованого на спільну роботу з Avr-Мікроконтролерами через інтерфейс
SPI.
ATA5276 - низькочастотний передавач, що працює на частоті 125 кГц.
Використовується для пробудження мікроконтролера в системах контролю
тиску в шинах системах, що стежать, системах безпеки й локалізації.
ATA5756 / ATA5756 - передавачі з низьким енергоспоживанням для
застосування в автомобільних системах.
ATA8401 / ATA8402 / ATA8403 - серія передавачів загального
призначення. Застосовуються в промисловому устаткуванні, системах
телеметрії, безключевого доступу, сигналізації, дистанційного керування,
"розумний будинок", а також в електролічильниках, побутовій електроніці й
іграшках.

1.3.2 Передавачі із вбудованим мікроконтролером
ATA6285 / ATA6286 "Toledo" - новий високоінтегрований передавач для
частот 315 / 433 Мгц. Має вбудований мікроконтролер на ядрі AVR, зі
зниженим енергоспоживанням, інтерфейсом для підключення двох ємнісних
датчиків (тиску, руху й ін.), низькочастотним пробуджуючим ресивером, що
працюють на частоті 125 кГц і датчиком температури. Застосовується в
системах контролю тиску в шинах і інших додатках чутливих до
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 23
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

енергоспоживання даних, що вимагають знімання, з ємнісних датчиків і
передачі інформації з каналу радіозв'язку.

Таблиця 1.1 - Коротка технічна характеристика Увч-Трансиверів Atmel
AT86RF211S 8 - 4 ЧМн 6 2
…141 105 00-950 4 ,4-3,6 40°С
…+8
5°С
ATA5811 10 - 4 АМн, 1 2
104 … 33-435 ЧМн -10 .4-3.63 40°С
-118 8 …+1
68-870 05°С
ATA5824 10 - 4 АМн, 2
115.5 33-435 ЧМн до 20 .15-3.6 40°С
… 4 …+1
-109 .4-5.25 05°С
- 8
112.8 67-870
…
-106.3
ATA5428 10 - 4 АМн, 2
116.5 31-436 ЧМн до 20 .4-3.6 40°С
… 8 4 …+1
-109.5 65-870 .4-6.6 05°С
-
113.8
…
-106.8

Амн- амплітудна маніпуляція, Чмн- частотна маніпуляція.

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 24
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата
Наймену
вання
Рвих,
дБм
Чутливіс
ть, дБм2
Частотни
й діапазон, МГц
Тип
модуляції
Швидкіст
ь передачі, кбод
Uжив, В
Темп.
діапазон

Примітка:
1) більш точне значення залежить від обраного частотного діапазону;
2) більш точне значення залежить від частотного діапазону, смуги пропуску й
швидкості зв'язку;
3) є ще два альтернативних режиму живлення: 4,4В…6,6В, 4,75…5,25В.
ATA5723/ATA5724/ATA5728 "Arrakis" - нова серія високоінтегрованих
приймачів з низьким енергоспоживанням, що вимагають мінімальної кількості
зовнішніх пасивних елементів.
ATA5745 "Mercury" - новий високоінтегрований приймач зі зниженим
енергоспоживанням для застосування в автомобільних системах доступу й
контролю тиску в шинах.
ATA8201/ATA8202 - приймачі загального призначення зі зниженим
енергоспоживанням. Застосовуються в промисловому устаткуванні, системах
телеметрії, безключевого доступу, сигналізації, дистанційного керування,
"розумний будинок", а також в електролічильниках, побутовій електроніці й
іграшках.
ATA5811/ATA5824 - напівдуплексний і повнодуплексний
прийомопередавачі. Застосовуються в автомобільних системах безключевого й
пасивного доступу, контролю тиску в шинах, а також в електролічильниках,
системах безпеки й сигналізації, системах дистанційного керування й
"розумний будинок".
ATA5428 - високоінтегрований напівдуплексний багатоканальний
програмувальний прийомопередавач для використання в промисловім
устаткуванні, системах контролю доступу, дистанційного керування,
телеметрії, безпеки й сигналізації, а також в електролічильниках і системах
"розумний будинок".
ATR2406 - багатоканальний прийомопередавач для роботи на частоті 2.4
ГГц. Знаходить застосування у високотехнологічних іграшках і бездротових
ігрових контролерах, бездротових аудіо/відео пристроях, торговельнім
устаткуванні й системах телеметрії.

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 25
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

1.3.3 Сімейство передавачів T575x і приймачів T574x
Дане сімейство є послідовником приймачів і передавачів серії Uх74х.
Якщо ж структурна схема побудови радіоканалу (рис. 1.6) практично не
змінилася в порівнянні із серією Uх74хB, то їх прикладні властивості суттєво
змінилися в кращу сторону. Так, наприклад, передавачі мають усього лише 8
виводів і вимагають установки 5 зовнішніх компонентів. Крім того, вони
оптимізовані для використання в автомобільних додатках, де робоча
температура може досягати +125°С (наприклад, пристрою контролю
внутрішншинного тиску). Схема приймачів практично не видозмінилася й
багато в чому збігається з попередниками. При їхньому використанні слід
звернути увагу на їхню автономність (не потрібне програмування керуючих
регістрів), наявність виходу RSSI (датчик рівня Рч-Сигналу).

Рисунок 1.6 - Структурна схема радіоканалу при використанні T575x і T574x.

Перелік скорочень: Мк-Мікроконтролер, ФАПЧ- фазове
автопідналагодження частоти, КГ- кварцовий генератор, УМ-Підсилювач
потужності, ГКН – генератор керований напругою, МШУ- малошумлячий
підсилювач, Д-Демодулятор, ППЧ- підсилювач проміжної частоти, БУ- блок
керування

Розглянемо деякі відмінні риси мікросхем T575x та T574x

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 26
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Передавачі T575x
• Модуляція Амн/Чмн
• Простота схеми включення ( 8-выв. корпус, 5 внеш. елементів)
• Вбудований петлевий фільтр ФАПЧ
• Макс. вихідна потужність 8.0…10 дбм при споживанні 9 мА
• Широкий температурний діапазон (-40°C…+85°C/+125°C)
• Сумісність по розташуванню виводів
• Чудова ізоляція ФАПЧ від РОЗУМ і джерела живлення
• Несиметричний антенний вихід
• Підтримка всіх стандартних несучих частот 315, 433 і 868/ 915Мгц
• Надкомпактний корпус TSSOP8
Приймач T5743.
• Швидкість приймання даних 1…10 кбод
• Амн/Чмн модуляція для передачі манчестерських або біфазних кодів при
малім споживанні (< 1 мА з урахуванням роботи функцій
автоматичного поллинга й тимчасового контролю кадра)
• Можливість зниження чутливості навіть під час приймання
• 5В…20 В-ий інтерфейс даних при необхідності дозволяє збільшити довжину
інтерфейсних провідників
Приймач T5744.
• Простий приймач для недорогих радіопередавальних систем зі швидкостями
до 10 кбод
• Амн/Чмн модуляція для передачі манчестерських або біфазних кодів при
малім споживанні
• Частотний діапазон 300…450 Мгц
• Висока чутливість особливо на малих швидкостях
• Вихід RSSI дозволяє контролювати рівень прийнятого сигналу
• Не вимагає програмування
• Проста схема включення, можливість підключення друкованої антени
• Рекомендована заміна для попередніх типів приймачів

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 27
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Високопотужні трансивери ISM діапазону.
Дане сімейство представляють дві ІС AT86RF401 і AT86RF211.
AT86RF401 – унікальна комбінація мікроконтролера й радіопередавача,
причому, слід підкреслити що AT86RF401 є однокристальної ІС, що досягнуте
за рахунок спільної роботи проектних груп від початку до кінця розробки. У
якості ядра мікроконтролера обране Avr-Ядро, що роблений даний
мікроконтролер доступним для широкого кола розроблювачів, на відміну від
аналогічних пристроїв (ATAR862), де використовується 4-розрядне Marc-Ядро
і потрібні спеціальні засоби для проектування (програматори, емулятори,
компілятори та ін.). На рисунку 1.7 представлена структурна схема AT86RF401,
звідки випливає, що радіопередавач і мікроконтролер тактуються від того
самого кварцового тактового генератора, а «серцем» радіопередавача є схема
ФАПЧ, що множить частоту КГ на 24. Схема включення AT86RF401
надзвичайна проста й вимагає всього 3 зовнішніх елемента при роботі на
стандартних частотах (315 або 433 Мгц), а якщо ні, то буде потрібно установка
зовнішнього петлевого фільтра. Пам'ять програм виконана у вигляді флеш-
пам'яті розміром 2 кбайт і підтримує внутрісистемне програмування через
інтерфейс SPI. Таким чином, привабливою рисою AT86RF401є можливість
програмування стандартним Isp-Програматором Avr-Мікроконтролера.
Мінімальна вартість готового розв'язку може бути досягнута за рахунок
виконання рамкової антени у вигляді друкованого провідника. Від інших
передавачів AT86RF401 відрізняється можливістю програмування вихідної
потужності в діапазоні 0…36 дб із кроком 1 дб і програмно підбудовувати ГКН,
що працює тільки від однієї зовнішньої індуктивності.
AT86RF401 підтримується стандартним набором інструментальних
засобів, у т.ч. інтегроване середовище для проектування AVR STUDIO з
компілятором і симулятором, стартовий набір STK500 і оцінний набір
AT86RF401U-EK1. Останній поставляється разом із програмним забезпеченням
SPI Controller, яке в реальному часі дозволяє управляти регістрами
мікроконтролера й тим самим управляти радіопередачею.

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 28
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 1.7 - Структурна схема мікроконтролера AT86RF401

AT86RF211 – однокристальний трансивер, призначений для організації
малопотужної бездротової дуплексної передачі даних у вільному від
ліцензування частотному діапазоні ISM (400…930 МГц). За рахунок
унікального рівня інтеграції AT86RF211 є ідеальним для розв'язку таких
завдань, як телеметрія, дистанційне керування, радіо модеми, радіоуправління
іграшками й ін.
AT86RF211 легко програмується через Spi-Інтерфейс, що робить
привабливим застосування в якості «компаньйона» Avr-Мікроконтролера із
вбудованим інтерфейсом SPI. Унікальність даної ІС полягає в можливості
програмування частоти каналу зв'язки із кроком 200 Гц. і можливістю передачі
даних на швидкості до 64 кбод. Для AT86RF211 випускається великий набір
оцінних засобів, опорних розробок і програмне забезпечення, що максимально
спрощує етапи проектування. При вихідній потужності більш 10 дбм дальність
передачі даних на відкритому просторі може досягати 300-400м.
Номенклатуру ІС для Увч-Зв'язків можна розділити на сімейства, які
орієнтовані на автомобільну електроніку й спільну роботу з 4-разр.
мікроконтролерами MARC (сімейства АТА/АТАR), а також на сімейства, які

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 29
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

орієнтовані на користувацьку й промислову електроніку й спільну роботу з
Avr-Мікроконтролерами (Smart RF).
Судячи з останніх анонсів компанії Atmel намічена тенденція
розширення частотного діапазону до 2,4 ГГц додаванням нових представників
у сімейство Smart RF, що розширює область їх застосування до бездротової
передачі аудіо, відео інформації й представляє певний практичний інтерфейс у
різних сферах, у т.ч. користувацька електроніка, ігрові пристрої, охоронні
системи й ін.
Загальними рисами розглянутих ІС є низька вартість, високий рівень
інтеграції, простота схеми включення, орієнтованість на батарейне живлення
(знижена напруга живлення, мале енергоспоживання, наявність економічних
режимів, функція пробудження мікроконтролера по запиту приймача).

1.3.4 Прийомопередавачі фірми Maxim
Таблиця 1.2 Прийомопередавачі фірми Maxim
Робочий Розмір,
Тип Опис Корпус
діапазон, Мгц мм x мм
MAX2510 100 - 600 Низьковольтний IF 6.0 x 9.9 28/
прийомопередавач з QSOP
обмежником рівня сигналів і
квадратурним модулятором
MAX2511 200 - 440 Низьковольтний IF прийо- 6.0 x 9.9 28/
мопередавач з обме-жником QSOP
і показником рівня сигналів
MAX7030 315,345, Низькоспоживаючий, 5.0 x 5.0 32/QFN
433.92 315Mhz, 345Mhz, and
433.92Mhz ASK прийомо-пе
редавач із дробовим-N PLL

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 30
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

1.3.5 Короткий огляд сімейства ресиверів Texas Instruments до 1000МГц
Компанією Texas Instruments випускаються мікроресивери як на одну
фіксовану частоту, так і на кілька частот, робочий діапазон яких можливо
програмно перемикати змінивши пам'ять програми ресивера.

Таблиця 1.3 Сімейства ресиверів Texas Instruments
Найменування Опис
CC1000 Малогабаритний однокристальний прийомопередавач
на діапазони 315, 433, 868 і 915 Мгц. Може бути легко
перепрограмований для роботи на довільній частоті від 300 до
1000 Мгц.
CC1010 Малогабаритний однокристальний прийомопередавач
нова версія на діапазони 315, 433, 868 і 915 МГц із вбудованим 8051
CC1050 мікроконтролером і 32 кБ Flash пам'яті. Може бути легко
перепрограмований для роботи на довільно частоті від 300 до
1000 Мгц.
CC1020 Вузькосмуговий однокристальний прийомопередавач
для роботи в діапазонах 402-470 і 804-940 Мгц.
CC1021 Малогабаритний однокристальний приемопередатчик
на діапазони 315, 433, 868 і 915 МГц, розрахований на роботу
в системах з мінімальним енергоспоживанням і напругою
живлення.
CC1070 Вузькосмуговий однокристальний передавач для
роботи в діапазонах 402-470 і 804-940 Мгц.
CC1100 прийомопередавач новітнього покоління, розрахований
на діапазони 300-348 МГц, 400-464 МГц і 800-928 Мгц.
Включає різні схеми кодування й можливість пакетної
передачі.
CC1101 Поліпшена версія прийомопередавача СС1100.
Розширений робочий частотний діапазон, підвищена
ефективність виділення сигналу із шуму.
CC1110 розрахований на діапазони 300-348 МГц, 400-464 МГц і
800-928 Мгц.

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 31
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Компанія Texas Instruments досить давно втримує лідируючі позиції в
області виробництва мікросхем бездротовому зв'язку для автоматизації
будинків і систем безпеки.
Сьогодні компанія продовжує розширювати лінійку своїх
прийомопередавачів у діапазонах частот від 430 до 2400 Мгц.
CC2510 і CC1110: Нові системи на кристалі для бездротових додатків,
поява цих мікросхем пов'язане з розробкою компанією Texas Instruments
протоколу Simplicititm. З погляду застосування, цей протокол тісно сусідить із,
що набирають оберти Zigbee і покликано стати його альтернативою в ряді
додатків. З використанням Simplicititm можна створити, наприклад:
 охоронно-пожежні системи,
 автоматичні вимірювальні системи,
 пристрою моніторингу й керування індустріальних додатків,
 системи автоматизації житлових і виробничих приміщень
При цьому затрачається набагато менше ресурсів, чому при роботі зі
стеком Zigbee-Протоколу. Дві нові системи на кристалі, CC2510 і CC1110,
спроектовані для бездротових додатків з низьким споживанням і працюють у
діапазонах 2,4 ГГц і менш 1 ГГц відповідно. Аналогічно широко відомій
мікросхемі CC2430, що ставиться до стандарту Zigbee, CC2510 і CC1110 мають
вбудований контролер з 51-м ядром, flash-пам'ять і радіочастотні трансивери
(CC2500 і CC1101(СС1100)). Для зберігання стека протоколу Simplicititm
потрібно набагато менше програмної пам'яті, тому нові системи на кристалі
випускаються з меншим обсягом ПЗП, що забезпечує багато в чому їхню
невисоку ціну. Є виконання мікросхеми з 8, 16 або 32 кб вбудованої flash-
пам'яті (табл. 1.4).
Завдяки високому рівню інтеграції мікросхеми випускаються в корпусі
QLP-36 розміром 6 x 6 мм і мають низьке енергоспоживання, CC2510 і CC1100
підходять для бездротових систем, що вимагають великої тривалості роботи від
батарей, малих габаритних розмірів і низької вартості, що є однієї з головних
завдань проекту.

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 32
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Таблиця 1.4. Основні характеристики мікросхем: CC111х, CC251х
Флэш-Пам'ять,
Найменування Частота, ГГц RAM, Kб USB
Kб
CC1110 0,3 - 1 8/16/32 1/2/4 Немає
CC1111 0,3 - 1 8/16/32 1/2/4 Є
CC2510 2,4 8/16/32 1/2/4 Немає
CC2511 2,4 8/16/32 1/2/4 Є

Серед додаткових функціональних особливостей пристроїв можна
відзначити низьке споживання в сплячому режимі (300 на), вбудований
співпроцесор для шифрування з 128-розрядним ключем, висока чутливість по
входу, програмувальна швидкість передачі даних до 500 кбіт/сек, а також
широкий діапазон напруг живлення від 2,0 до 3,6 В.
СС1111 і СС2511 - ще дві новинки від Texas Instruments - перші
радіочастотні системи на кристалі, що мають вбудований контролер USB-2.0. У
всім іншому ці мікросхеми є повними аналогами описаних вище CC1110 і
CC2510. Мікросхема дозволяє швидко організувати зв'язок між радіочастотною
частиною й персональним комп'ютером. Інтеграція на одному кристалі
радіосистеми, мікроконтролера, флеш-пам'яті й Usb-Контролера дозволяє
суттєво скоротити вартість розроблювального виробу, а також займану
системою площу на платі (рис. 1.8).

Рисунок 1.8 - Радіочастотна система на кристалі CC1111

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 33
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

2 ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ
Згідно технічного завдання в даній кваліфікаційній роботі необхідно
розробити пристрій передачі телеметричної інформації в діапазоні 433 МГц,
що входить в склад бездротової система збору телеметричної інформації.
Пристрій передачі телеметричної інформації в діапазоні 433 МГц
повинен мати наступні параметри:
- канал прийому-передачі інформації по лінії RS-232;
- два незалежних канала прийому-передачі інформації по лініях RS-
485;
- гальванічний розв’язок ліній інтерфейсів для приймання-передачі
інформації по лініях RS-232 та RS-485;
- зв'язок з базовою станцією збору інформації по радіоканалу
частотою 433МГц;
- обробка прийнятої інформації з ліній та формування пакетів для
передачі на базову станцію з можливістю зміни алгоритмі роботи
пристрою;
- відображення роботи пристрою на знакосинтезуючому індикаторі;
- вибір роботи режимів роботи пристрою за допомогою замикання
ліній мікроконтролера (встановлення «джамперів»);
- напруга живлення пристрою 12В;
- струм споживання до 60мА.
Пристрій передачі телеметричної інформації в діапазоні 433 МГц
повинен бути побудований на сучасній електронній базі – це забезпечує
меншу потужність споживання, меншу вартість виробництва.

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 34
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

3 РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ
На основі технічного завдання на розробку пристрою передачі
телеметричної інформації в діапазоні 433 МГц, було розроблено структурну
схему пристрою, яку зображено на рис 3.1.
Основу пристрою становить мікроконтролер фірми Atmel. Він
обробляє інформацію що надходить від вхідних ліній, формує пакети для
передачі на базову станцію, проводить налагодження роботи радіоканалу
згідно записаної в нього програми. Мікроконтролер такоє забезпечує
узгодження швидкостей передачі по лініям зв’язку та необхідну обробку
інформації, наприклад переформатування протоколів зв’язку.
Інтерфейс RS-485 – формує пакети стандарту RS-485 для прийому та
передачі в лінію RS-485.
Інтерфейс RS-232 – формує пакети стандарту RS-432 для прийому та
передачі в лінію RS-232.
Блоки гальванічного розв’язку – слугують для забезпечення
гальванічного розв’язку між лініями зв’язку та основним мікроконтролером
пристрою.
Прийомо/передавач 433МГц – забезпечує пристрій звязком по
радіоканалу.
Блок живлення пристрою забезпечує необхідні напруги живлення
пристрою та формує напруги живлення для гальванічно розвязаних
інтерфейсів.
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 35
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 36
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Лінія Інтерфейс Блок гальванічного
RS232 RS232 розв'язку
Мікропроцесор
Лінія Інтерфейс Блок гальванічного
RS485 RS485 розв'язку
Atmel AVR
Лінія Інтерфейс Блок гальванічного
RS485 RS485 розв'язку
Індикація та вибір
адреси пристрою
5В 5В* 5В* 5В*
Прийомо/передавач
433МГц RXQ6-433
12В Блок
живлення

Рисунок 3.1 – Структурна схема пристрою передачі телеметричної інформації в діапазоні 433 МГц.

4 РОЗРОБКА ПРИНЦИПОВОЇ ЕЛЕКТРИЧНОЇ
СХЕМИ
Проведемо розробку схеми електричної принципової пристрою
передачі телеметричної інформації в діапазоні 433 МГц.
Схема електрична принципова побудована на мікроконтролері А1
ATMega128 фірми Atmel, що має достатню економічність та
високопродуктивне ядро для забезпечення роботи пристрою. На елементах
Z3, C33, C34 – побудована схема кварцового генератора для тактування
мікроконтролера.
На мікросхемі DD1 MAX232 фірми Maxim побудований інтерфейс
RS-232.
На мікросхемах DD2 та DD3 MAX3088 фірми Maxim побудовані 2
канала інтерфейсу RS-485.
На мікросхемах DD4, DD5 та DD7 ADUM1301 фірми Anlog Devices
побудовані блоки гальванічного розв’язку.
На мікросхемах DD6 та DD8 MAX3100 фірми Maxim побудовані 2
додаткових канала лінії послідовного порта мікроконтролера.
Семисегментний індикатор HL2 – відображає режим роботи
пристрою, а світлодіод HL1 відображає стан роботи пристрою.
Режими роботи пристрою задається через роз’єми X7, X8, X9.
Через роз’єм Х10 підключається прийомо/передавач 433МГц RXQ6-
433.
На мікросхемах DА1, DА2, DА3, DА4 та DА5 – побудований блок
живлення пристрою та блоки живлення для блоків гальванічного розв’язку.
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 37
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 38
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

X4.1 14 11 14 03
T1 OUT IO T1 IN VOA ADuM VIA
2 TXD LIN 07 10 13 04
T2 OUT T2 IN VOB 1301 VIB
MAX 12 05
VIC VOC
13 232 12 10 07
R1 IN R1 OUT VE2 VE1
3 RXD LIN 08 09
R2 IN R2 OUT
16 01
Vdd2 Vdd1 +3.3V
1 GND C3 01 02 09 02 C27
GND C1 + V + C12 C14 GND2 GND1
03 06 15 08
C1 - V - GND2 GND1
DD7
04 16 GND
C4 C2 + Vcc
05 15
C2 - GND
DD1
C15
R11
C33
R16
6 1 Z3 07 03
Vout+ DC/DC Vin+ +3.3V R12 A *HD +3.3V
C6 C9 C20 C24 C34 06 08
P6CU B 546
4 04
Vout- 0505E 2 GND R17 C
Vin- GND 02 A
DA2 D
01 F B
R13 E G
X5 09
F E C
6 MOSI 24 51 10 D
XTAL1 PA0/AD0 R18 G DP
23 CPU 50 05
XTAL2 PA1/AD1 DP
5 MISO 49 HL2
mega PA2/AD2 R14
10 48
PBO/SS 128 PA3/AD3
4 SCK 11 47
PB1/SCK PA4/AD4 R19
12 46
PB2/MOSI PA5/AD5
3 RESET 13 45
01 PB3/MISO PA6/AD6
IO DIN 14 44
15 02 C29 PB4/OC0 PA7/AD7 HL1
TX DOUT 2 +5V 15
14 MAX +3.3V PB5/OC1A R22
RX 16 35
13 3100 03 PB6/OC1B PC0/A8 +3.3V
RTS SCLK 1 GND 17 36
11 04 GND PB7/OC2/OC1C PC1/A9
CTS CS 37
06 PC2/A10
IRQ 25 38
07 PD0/SCL/INT0 PC3/A11
SHDN 26 39
PD1/SDA/INT1 PC4/A12
27 40
16 10 PD2/RXD1/INT2 PC5/A13
+3.3V Vcc X1 28 41
08 09 PD3/TXD1/INT3 PC6/A14
C16 GND X2 29 42
DD6 PD4/IC1 PC7/A15
30
PD5/XCK1
GND C17 31 02 09 20
PD6/T1 PE0/RXD0/PD1 GPIO 1 RF SEN 2
32 03 19 17
PD7/T2 PE1/TXD0/PD0 GPIO 2 SEN 5
04 18 RXQ6-
Z1 PE2/XCK0/AIN0 GPIO 3
61 05 13 433 02
C18 PF0/ADC0 PE3/OC3A/AIN1 GPIO 4 TXD
60 06 06 03
PF1/ADC1 PE4/OC3B/INT4 GPIO 5 RXD
GND 59 07 15 16
PF2/ADC2 PE5/OC3C/INT5 GPIO 6 CTS
58 08 07 12
PF3/ADC3 PE6/T3/INT6 GPIO 7 RTS
2 X1.2 57 09 04
RS+ PF4/ADC4/TCK PE7/IC3/INT7 GND GPIO 8
56 08 14
PF5/ADC5/TMS X7 "1" X8 "2" X9 "3" GPIO 9 NC
1 X1.1 R5 R7 55 33 11
RS- PF6/ADC6/TDO PG0/WR 1 1 1 GPIO 14
54 34 01
PF7/ADC7/TDI PG1/RD Vdd +3.3V
2 X2.2 43 05 10
R9 PG2/ALE 2 2 2 RESET Gnd
R1 R3 01 18 X10
6 1 14 03 +3.3V PEN TOSC2/PG3 C44
A IO RO VOA ADuM VIA 19
7 4 13 04 TOSC1/PG4
B DI VOB 1301 VIB
MAX 12 05
VIC VOC 20 62
8 3088 2 10 07 RES AREF GND
Vcc RE VE2 VE1 X6 64
5 3 C32 AVcc R15 R20 R21
GND DE 1 63
DD2 16 01 GND
C1 Vdd2 Vdd1 +3.3V
C11 09 02 C22
GND2 GND1 2 22 21 +3.3V
15 08 GND Vcc +3.3V
GND2 GND1 53 52
DD4 GND Vcc
GND A1
C35
GND
6 1
Vout+ DC/DC Vin+ +3.3V
C5 C8 C19 C25
P6CU R10
4 2 3
Vout- 0505E 2 RES Vcc +3.3V
Vin- GND
DA1 V6309 1
GND
DD9
X3.1
1 RS+
2 X3.2 R6 R8 1
RS- 12V 1 3
IN *STU OUT +3.3V
1 X2.1 C36
01 C38 2 C40 C42
R2 R4 IO DIN GND
6 1 14 03 15 02 DA4
A IO RO VOA ADuM VIA TX DOUT
7 4 13 04 14 MAX
B DI VOB 1301 VIB RX 2
MAX 12 05 13 3100 03 GND
VIC VOC RTS SCLK GND
8 3088 2 10 07 11 04
Vcc RE VE2 VE1 CTS CS
5 3 06
GND DE IRQ 1 3
DD3 16 01 07 IN *STU OUT +3.3V
C2 Vdd2 Vdd1 +3.3V SHDN
C13 09 02 C23 C37
GND2 GND1 C39 2 C41 C43
15 08 16 10 GND
GND2 GND1 +3.3V Vcc X1 DA5
DD5 C28 08 09
GND GND X2
DD8
GND
GND C30
6 1
Vout+ DC/DC Vin+ +3.3V Z2
C7 C10 C21 C26
P6CU C31
4
Vout- 2
Vin- GND GND
DA3

Рисунок 4.1 - Принципова схема пристрою передачі телеметричної інформації в діапазоні 433 МГц

4.1 Опис роботи інтерфейсу RS-232
Інтерфейс RS-232 побудований на спеціалізованій мікросхемі
MAX232 виробництва фірми MAXIM.
Мікросхема містить в своєму складі імпульсне джерело напруги, для
забезпечення передачі інформації по лініям RS-232 з напругами ±10В.
Технічні характеристики мікросхеми MAX232:
- напруга живлення 5В;
- струм споживання 10 мА;
- максимальна швидкість прийому/передачі 200 кБ/с;
- відповідає всім вимогам EIA/TIA-232E и V.28
- максимальна вхідна напруга з лінії RS-232 ±30В.
Схема інтерфейсу RS-232 зображена на рис. 4.1.

X2.1 14 11
T1 OUT IO T1 IN
2 TXD LIN 07 10 TXD
T2 OUT T2 IN
MAX
13 232 12
R1 IN R1 OUT
3 RXD LIN 08 09 RXD
R2 IN R2 OUT
1 GND C1 01 02
GND C1 + V + C3 C4
03 06
C1 - V -
04 16
C2 C2 + Vcc
05 15
C2 - GND +5V
DD1
C5
GND
Рисунок 4.1- Інтерфейс RS-232

Призначення виводів мікросхеми:
- „T1 OUT”, „T1 IN” - вихід і вхід 1-го каналу передавача в лінію RS-
232;
- „T2 OUT”, „T2 IN” - вихід і вхід 2-го каналу передавача в лінію RS-
232;
- „R1 OUT”, „R1 IN” - вихід і вхід 1-го каналу приймача з лінії RS-232;
- „R2 OUT”, „R2 IN” - вихід і вхід 2-го каналу приймача з лінії RS-232;
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 39
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

- „С1+”, „С1-” - виводи підключення додаткового конденсатора на
перетворювач напруги;
- „С2+”, „С2-” - виводи підключення додаткового конденсатора на
перетворювач напруги;
- „V+”, „V-” - виводи підключення згладжуючих ємностей на виході
перетворювача напруги;
- „Vcc”, „GND” - входи живлення мікросхеми.
Згідно технічної документації на мікросхему вибираємо
рекомендовані виробником ємності конденсаторів:С1=С2=С3=С4=С5=1 мкФ

4.2 Опис роботи інтерфейсу RS-485
Інтерфейс RS-485 побудований на спеціалізованій мікросхемі
MAX3088 виробництва компанії MAXIM.
Мікросхема перетворить вхідний сигнал рівня КМОП у
диференціальний вихідний сигнал стандарту RS-485 для надійної передачі
сигналу по двухпровідний довгої лінії ("крученій" парі) і навпаки -
диференціальний вхідний сигнал рівнів RS-485 у вихідний сигнал КМОП.
Режим роботи мікросхеми - напівдуплексний.
Мінімальна чутливість по диференціальному вході приймача - 200 мВ
у діапазоні вхідних напруг від -7 до +12 В.
У граничнодопустимому режимі допускає перевищення на виході
диференціального сигналу напруги живлення до 12В и зниження рівня
напруги до -7В в умовах передачі сигналів у лінію.
Схема інтерфейсу RS-485 зображена на рис. 4.2:
Конденсатор С1 виконує роль фільтра по напрузі живлення і тому для
нього вибираємо ємність С1=0,1 мкФ.
Резистори R1, R2 задають струм в лінії RS-485 з таким розрахунком,
щоб обмежити струм короткого замикання на рівні 1мА. Резистор R3
відіграє роль балансуючого резистора лінії RS-485. Цей резистор включає-
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 40
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

1
Передача 1 6 1
B
RO IO A
4 7
1 DI B
Прийом MAX
R4
2 3088 8
1 RE Vcc +5V1
Управління 3 5 R1 R2
DE GND C1 R3
DD1
GND1 X1
GND1 +5V1 1
2
B 2

Рисунок 4.2 - Інтерфейс RS-485

ться тільки за умови що пристрій знаходиться на одному з кінців лінії RS-485
(кінцевий пристрій). Опір лінії RS-485 згідно стандарту становить 120 Ом
тому і опір резистора R3=120 Ом.
Варистор R4 захищає лінію RS-485 від високих напруг на лінії зв’язку
(наведені напруги, наведені розряди блискавок і т.і.). Згідно технічної
документації на мікросхему інтерфейсу гранична напруга на виводах
інтерфейсу RS-485 становить 30 В, тому напруга захисного варистора
повинна становити 24В.

4.3 Реалізація радіоканалу на модулі RXQ6-433
RXQ6-433 є недорогий суб 1 ГГц радіопередавач призначений для дуже
малопотужних бездротових додатків. Базується він на CC1101 пристрої
(Texas Instrument) і мікроконтролері PIC18F26J11 (Microchip). Контур
призначений в основному для ISM (промислових, наукових і Medical) і SRD
(Short Range пристроїв) смуги частот в 433МГц.
Мікропроцесор, що використовується, є компонентом нового
покоління (nanoWatt XLP Technology) і гарантує низький рівень споживання
в усіх режимах роботи.
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 41
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Цей модуль підходить для використання для різних типів додатків.
Використання:
- Бездротова сигналізація і охоронні системи;
- Будинок і автоматизація будівель;
- AMR - автоматичне зчитування показань лічильників;
- Бездротові мережі датчиків;
- Виробничий моніторинг та контроль.
Структурна схема модуля RXQ6-433 показана на рисунку 4.3.

Рисунок 4.3 - Структурна схема модуля RXQ6-433

Призначення внутрішніх і зовнішніх виводів модуля RXQ6-433
показано на рисунку 4.4.
Основні електричні характеристики модуля RXQ6-433:
Розділ- Прийомо-передавач загального призначення
Конструктивне виконання -модуль
корпус - RXQ6_433
Робоча частота – 433МГц
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 42
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Режим роботи - приймач, передавач

Рисунок 4.4 - Призначення внутрішніх і зовнішніх
виводів модуля RXQ6-433

Стандарт передачі даних - проприєтарний
Підтримувані інтерфейси – GPIO, ADC, UART
Швидкість передачі даних (макс) – 500кбіт/c
Напруга живлення - 2,2…3,6В
Потужність передавача – 10дБм
Чутливість приймача - -112 дБ
Розмір - 25.4 × 17.8 мм
Робоча температура - -20+80оС

4.3.1 Трансивер СС1100
CC1100 є недорогим однокристальним UHF (УВЧ) трансивером,
розробленим для ультрамалопотужних бездротових додатків.
Його схема в основному призначена для застосування в діапазонах ISM
(Industrial, Scientific and Medical – промислові, наукові й медичні) і SRD
(Short Range Device –пристрою близького зв'язку) на частотах 315, 433, 868 і
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 43
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

915 Mhz. Трансивер може бути легко запрограмований для роботи на інших
частотах у діапазонах 300-348, 400-464 і 800-928 Mhz.
Радіочастотний трансивер інтегрований із гнучко конфігуріруємим
модемом основної частоти зв'язки. Модем підтримує різні види модуляції й
має конфігуріруєму швидкість даних до 500 kbps. Дальність зв'язку може
бути збільшена дозволом опції
Forward Error Correction (FEC – пряма корекція помилок), інтегрованої
в модемі.
CC1100 забезпечує широку апаратну підтримку обробки пакетів,
буферизації даних, пакетної передачі, оцінку волі каналу, індикацію якості
зв'язки й пробудження від радіо.
Основні робочі параметри й 64-байтні Fifo-Буфери приймання/передачі
CC1100 можуть управлятися за допомогою інтерфейсу SPI. У типовій
системі CC1100 використовується разом з мікроконтролером і декількома
додатковими пасивними елементами.
CC1100 проводиться на базі 0.18 µm CMOS технології Chipcon 4-го
покоління.
Основні особливості:
- Невеликий розмір (корпус QLP 4x4mm, 20 виводів)
- Однокристальний УВЧ трансивер
- Діапазони частот: 300-348, 400-464 и 800-928 MHz
- Висока чутливість (–110 dBm на 1.2 kbps, при 1%-м рівні помилок
пакета)
- Програмувальна швидкість даних до 500 kbps
- Низьке енергоспоживання (15.4 ma у режимі RX, 1.2 kbps, 433Mhz)
- Програмувальна вихідна потужність до +10dbm на всіх діапазонах
- Висока вибірковість приймача й ефективність блокування
- Дуже мале число зовнішніх компонентів: повний синтезатор частоти
- на кристалі, не потрібні зовнішні фільтри й ВЧ ключі
- Програмувальний модем основної частоти
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 44
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

- Ідеальний для багатоканальних операцій
- Конфігуріруєма апаратна підтримка пакетного режиму
- Придатний для систем зі стрибучою частотою завдяки синтезатору
- частоти зі швидкою перебудовою
- Опціонална пряма корекція помилок
- Роздільні 64-байтні Fifo-Буфери даних RX і TX
- Ефективний інтерфейс SPI: усі регістри можуть програмуватися
передачею одного пакета
- Цифровий вихід RSSI
- Придатність для систем, відповідних до вимог EN 300 220 (Європа) і
FCC CFR частина 15 (США)
- Пробудження від радіо для економічного режиму з автоматичним
опитуванням RX
- Безліч потужних цифрових рішень дозволяють виготовити
високоефективну радіосистему з використанням недорогого
мікроконтролера
- Інтегрований аналоговий датчик температури
- Безвивідний “екологічний” корпус
- Гнучка підтримка пакетно-орієнтованих систем: вбудована підтримка
виявлення слова синхронізації, перевірка адреси, гнучка довжина
пакета й автоперевірка CRC.
- Програмувальна смуга фільтра каналу
- Підтримка модуляції FSK, GFSK і MSK
- Автоматичне підстроювання частоти (AFC) може використовуватися
для вирівнювання синтезатора частоти до середньої частоти
прийнятого сигналу
- Опціональне автоматичне маскування й демаскування даних цифровим
псевдовипадковим кодом
- Підтримка прозорого асинхронного режиму приймання/передачі для
зворотної сумісності з існуючими протоколами радіозв'язку.
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 45
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

4.3.2 Конфігурація виводів трансивера СС1100

Рисунок 4.5 – Конфігурація виводів

Таблиця 4.1 – Конфігурація виводів
Номер Назва Тип виводу Опис
1 SCLK Цифровий Інтерфейс послідовної конфігурації, тактовий
вхід вхід
2 SO Цифровий Інтерфейс послідовної конфігурації, вихід даних
(GDO1) вихід
Опціональний вихід загального призначення,
якщо на Csn
високий рівень

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 46
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Продовження таблиці 4.1
3 GDO2 Цифровий Цифровий вихід загального призначення:
вихід
· Тестові сигнали
· Сигнали стану FIFO
· Індикатор волі каналу
· Послідовний вихід даних RX
4 DVDD Живлення Цифрове живлення 1.8 - 3.6 V для цифрових
(цифрове) входів/виходів
і для регулятора напруги цифрового ядра
5 DCOUPL Живлення Вихід цифрового живлення 1.6 - 2.0 V для
(цифрове) розв'язки.
ЗАУВАЖЕННЯ: Цей вивід призначений для
використання
тільки з CC1100. Він не може
використовуватися для живлення
інших пристроїв.
6 GDO0 Цифровий Цифровий вихід загального призначення:
вхід/вихід
(ATEST) · Тестові сигнали

· Сигнали стану FIFO
· Індикатор волі каналу
· Послідовний вихід даних RX
· Послідовний вхід даних TX

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 47
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Продовження таблиці 4.1
Також використовується як тестовий
аналоговий вхід/вихід
при розробці й виробництві
7 Csn Цифровий Інтерфейс послідовної конфігурації, вибір
вхід
мікросхеми
8 XOSC_Q Аналогови Вивід 1 кварцового генератора або вхід
1 й вхід- зовнішнього тактового
вихід
сигналу
9 AVDD Живлення Аналогове живлення 1.8 - 3.6 V
(аналогове)
10 XOSC_Q Аналогови Вивід 2 кварцового генератора
2 й
вхід/вихід
11 AVDD Живлення Аналогове живлення 1.8 - 3.6 V
(аналогове)
12 RF_P ВЧ Позитивний вхідний ВЧ сигнал LNA у режимі
вхід/вихід приймання
Позитивний вихідний ВЧ сигнал з PA у режимі
передачі
13 RF_N ВЧ Негативний вхідний ВЧ сигнал LNA у режимі
вхід/вихід приймання
Негативний вихідний ВЧ сигнал з PA у режимі
передачі

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 48
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Продовження таблиці 4.1
14 AVDD Живлення Аналогове живлення 1.8 - 3.6 V
(аналогове)
15 AVDD Живлення Аналогове живлення 1.8 - 3.6 V
(аналогове)
16 GND Земля Підключення аналогової землі
(аналогова)
17 RBIAS Аналогови Зовнішній резистор зсуву для опорного струму
й
вхід/вихід
18 DGUARD Живлення Підключення живлення для розв'язки із
(цифрове) цифровими шумами
19 GND Земля Підключення землі для розв'язки із цифровими
(цифрова) шумами
20 SI Цифровий Інтерфейс послідовної конфігурації, вхід даних
вхід

4.3.3 Опис схеми трансивера СС1100
Спрощена блок-схема CC1100 показано на рисунку 4.6.
CC1100 містить приймач із низкою проміжною частотою (IF).
Прийнятий ВЧ сигнал підсилюється малошумлячим підсилювачем (LNA) і
перетвориться квадратурним перетворювачем (I і Q) у проміжну частоту. На
проміжній частоті сигнали I/Q оцифровуються за допомогою АЦП (ADC).
Автоматичне регулювання посилення (AGC), остаточна фільтрація каналу,
синхронізація демодуляції біт/пакета виконуються в цифровій формі.
Вузол передавача CC1100 заснований на прямому синтезі радіочастоти.
Синтезатор частоти включає повністю однокристальний LC VCO (ГКН) і
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 49
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

пристрій зсуву фази на 90° для генерації сигналів I і Q LO для змішувачів
перетворювача в режимі приймання.

Рисунок 4.6 - Спрощена блок-схема СС1100

Кварцовий резонатор повинен бути підключений до виводів XOSC_Q1
і XOSC_Q2. Кварцовий генератор створює опорну частоту для синтезатора, а
також синхронізує АЦП і цифрові вузли.
Чотирьохпровідний послідовний SPI інтерфейс
використовується для конфігурації й доступу до буфера даних.
Цифрова частина включає підтримку конфігурації каналу, обробки
пакета й буферизації даних.

4.4 Опис мікроконтролера ATmega128
4.4.1 Характеристики мікроконтролера
ATmega128 – це малопотужний 8-розрядний мікроконтролер,
побудований на високоефективній RISC архітектурі. Мікроконтролер містить
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 50
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

8 Кбайт Flash ПЗП програм, з можливістю внутрісистемного
перепрограмування і завантаження через SPI послідовний канал з 1000
циклів стирання/запису.
Особливості мікроконтролера:
1) Високопродуктивний, малопотужний 8-розрядний AVR-
микроконтроллер;
2) Розвинута RISC-архітектура:
 133 інструкцій, більшість з яких виконуються за один машинний цикл;
 32 8-разр. регістрів загального призначення + регістри керування
убудованою периферією;
 Цілком статична робота;
 Продуктивність до 16 млн. операцій у секунду при тактовій частоті 16
Мгц;
 Убудований пристрій, що множить, виконує множення за 2 машинних
цикли;
3) Енергонезалежна пам'ять програм і даних;
 Зносостійкість 128-ми кбайт внутрісистемно перепрограмувальної
флэш-памяти: 1000 циклів запис/стирання;
 Опціональний завантажувальний сектор з окремим програмувальним
захистом;
 Внутрісистемне програмування убудованою завантажувальною
програмою;
 Гарантована двухопераційність: можливість читання під час запису;
 Зносостійкість 4 кбайт ЭСППЗУ: 100000 циклів запис/стирання;
 Убудоване статичне ОЗУ ємністю 4 кбайт;
 Опціональна можливість адресації зовнішньої пам'яті розміром до 64
кбайт;
 Програмувальний захист коду програми;
 Інтерфейс SPI для внутрішньосистемного програмування;
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 51
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

4) Інтерфейс JTAG (сумісність зі стандартом IEEE 1149.1):
 Граничне сканування у відповідності зі стандартом JTAG;
 Велика підтримка функцій убудованого налагодження;
 Програмування флэш-памяти, ЭСППЗУ, біт конфігурації і захисту
через інтерфейс JTAG;
5) Відмінні риси периферійних пристроїв
 Два 8-разр. таймера-лічильника з роздільними преддільниками і
режимами порівняння;
 Два розширених 16-разр. таймера-лічильника з окремими
преддільниками, режимами порівняння і режимами захоплення;
 Лічильник реального часу з окремим генератором;
 Два 8-разр. каналів ШИМ;
 6 каналів ШИМ із програмувальним дозволом від 2 до 16 розрядів;
 Модулятор виходів порівняння;
 8 мультиплексованих каналів 10-розрядного аналогово-цифрового
перетворення;
o 8 несиметричних каналів
o 7 диференціальних каналів
o 2 диференціальних канали з вибірковим посиленням з 1x, 10x і
200x
 Двухпровідний послідовний інтерфейс, орієнтований не передачу
даних у побайтному форматі;
 Два канали програмувальних послідовних УСАПП;
 Послідовний інтерфейс SPI з підтримкою режимів ведучий/підлеглий;
 Програмувальний сторожовий таймер з убудованим генератором;
 Убудований аналоговий компаратор;
6) Спеціальні можливості мікроконтролера:
 Скидання при подачі живлення і програмована схема скидання при
зниженні напруги живлення;
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 52
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

 Убудований калібрований RC-генератор;
 Зовнішні і внутрішні джерела переривань;
 Шість режимів зниження енергоспоживання: холостий хід (Idle),
зменшення шумів АЦП, економічний (Power-save), вимикання (Power-
down), черговий (Standby) і розширений черговий (Extended Standby);
 Програмний вибір тактової частоти;
 Конфігураційний біт для перекладу в режим сумісності з ATmega103;
 Загальне вимикання резисторів, що підтягують, на всіх лініях портів
уведення-виведення;
 53 –програмувальні лінії введення-виведення;
 64-вивідний корпус TQFP.
Робочі напруги:
– 2.7 - 5.5В для ATmega128L
– 4.5 - 5.5В для ATmega128
Градації по швидкодії:
– 0 - 8 Мгц для ATmega128L
– 0 - 16 Мгц для ATmega128
Структурна схема мікроконтролера зображена на рис. 4.7:

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 53
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 4.7 - Структурна схема мікроконтролера ATmega128
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 54
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 4.8 - Розташування контактів в корпусі

Опис виводів мікроконтролера приведено в [8]

Мікроконтролер виробляється за технологією високощільної
енергонезалежної пам'яті компанії Atmel. Убудована внутрісистемна
програмувальна флеш-пам'ять дозволяє перепрограмувати пам'ять програм
безпосередньо усередині системи через послідовний інтерфейс SPI за
допомогою простого програматора або за допомогою автономної програми в
завантажувальному секторі. Завантажувальна програма може
використовувати будь-як інтерфейс для завантаження прикладної програми у
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 55
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

флеш-пам'ять. Програма в завантажувальному секторі продовжує роботу в
процесі відновлення прикладної секції флеш-пам'яті, тим самим
підтримуючи двухоперационность: читання під час запису. За рахунок
сполучення 8-разр. RISC ЦПУ з внутрісистемно самопрограмувальною
флеш-пам’яттю в одній мікросхемі ATmega128 є могутнім
мікроконтролером, що дозволяє досягти високого ступеня гнучкості й
ефективної вартості при проектуванні більшості додатків убудованого
керування.
ATmega128 підтримується повним набором програмних і апаратних
засобів для проектування, у т.ч.: Сі-компілятори, макроассемблери,
програмні налагожувачі/симулятори, внутрісистемні емулятори й оцінні
набори.
4.4.2 Елементи роботи мікроконтролера
З метою досягнення максимальної продуктивності і параллелелизма в
AVR-мікроконтролерів використовується Гарвардська архітектура з
роздільними пам'яттю і шинами програм і даних. Команди в пам'яті програм
виконуються з однорівневою конвеєризацією. У процесі виконання однієї
інструкції наступна попередньо зчитується з пам'яті програм. Дана концепція
дозволяє виконувати одну інструкцію за один машинний цикл. Пам'ять
програм являє собою внутрісистемно програмувальну флеш-пам’ять.
Регістровий файл зі швидким доступом містить 32 x 8-разр. робочих
регістрів загального призначення з однотактним циклом доступу. Завдяки
цьому досягнута однотактність роботи арифметико-логічного пристрою
(АЛУ). При звичайній роботі АЛУ спочатку з регістрового файлу
завантажується два операнда, потім виконується операція, а після результат
відправляється назад у регістровий файл і все це відбувається за один
машинний цикл.

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 56
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 4.9 - Функціональна схема архітектури AVR

6 регістрів з 32 можуть використовуватися як три 16-розр. регістра
непрямої адреси для ефективної адресації в межах пам'яті даних. Один з цих
покажчиків адреси може також використовуватися як покажчик адреси для
доступу до таблиці перетворення у флеш-пам’яті програм. Дані 16-разр.
регістри називаються X-регістр, Y-регістр і Z-регістр .
АЛП підтримує арифметичні і логічні операції між регістрами, а
також між константою і регістром. Крім того, АЛУ підтримує дії з одним
регістром. Після виконання арифметичної операції регістр статусу
обновляється для відображення результату виконання операції.
Для розгалуження програм підтримуються інструкції умовних і
безумовних переходів і викликів процедур, що дозволяють безпосередньо
адресуватися в межах адресного простору. Більшість інструкцій являють
собою одне 16-разр. слово. Кожна адреса пам'яті програм містить 16- або 32-
разр. інструкцію. Флеш-пам’ять програм розділена на двох секцій: секція
програми початкового завантаження і секція прикладної програми. Обидві
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 57
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

секції мають роздільні біти захисту від запису і читання/запису. Інструкція
SPM (запис у секцію прикладної програми) повинна використовуватися
тільки усередині секції програми початкового завантаження.
При генерації переривання і виклику підпрограм адреса повернення з
програмного лічильника записується в стек. Стік ефективно розподілений у
статичному ОЗУ пам'яті даних і, отже, розмір стека обмежена загальним
розміром статичного ОЗУ і використовуваним його обсягом. У будь-якій
програмі відразу після скидання повинна бути виконана ініціалізація
покажчика стека (SP) (тобто перед виконанням процедур обробки переривань
або викликом підпрограм). Покажчик стека – SP – доступний на читання і
запис у просторі введення-виведення. Доступ до статичного ОЗУ даних може
бути легко здійснений через 5 різних режимів адресації архітектури AVR.
Гнучкий модуль переривань містить свої керуючі регістри в просторі
введення-виведення і має додатковий біт загального дозволу роботи системи
переривань у регістрі статусу. У всіх переривань мається свій вектор
переривання відповідно до таблиці векторів переривань. Переривання мають
пріоритет відповідно до позиції їхнього вектора. Переривання з меншою
адресою переривання мають більш високий пріоритет.
Простір пам'яті введення-виведення містить 64 адреси з
безпосередньою адресацією або може адресуватися як пам'ять даних, що
випливає за регістрами по адресах $20 - $5F. Крім того, ATmega128 має
простір розширеного введення-виведення по адресах $60 - $FF у статичному
ОЗУ, для доступу до якого можуть використовуватися тільки процедури
ST/STS/STD і LD/LDS/LDD.
УСАПП цілком сполучимо з УАПП AVR-мікроконтролерів по
наступних позиціях:
 Розташування біт усередині всіх регістрів УСАПП;
 Генерація швидкості зв'язку;
 Робота передавача;
 Функціонування буфера передавача; Робота приймача.
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 58
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Рисунок 4.10- Функціональна схеми приймача УСАПП

Рисунок 4.11 - Функціональна схеми передавача УСАПП
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 59
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Але у схемі буферизації приймача реалізовано два поліпшення, що у
деяких випадках може вплинути на сумісність:
Додано другий буферний регістр. Два буферних регістри працюють як
циклічний буфер FIFO. Тому, UDR необхідно опитувати тільки один раз при
кожнім одержанні даних! Більш важливим є той факт, що прапори помилок
(FE і DOR), а також 9-ий біт даних (RXB8) також буферизовані разом з
даними в прийомному буфері. Тому, стан статусних біт необхідно завжди
зчитувати перед читанням регістра UDR. У противному випадку стан
прапорів помилок буде загублено, тому що буде змінений стан буфера.
Регістр зсуву приймача діє як трехрівневий буфер. Цим
забезпечується можливість збереження прийнятих даних у послідовному
регістрі зсуву до визначення нового старт-бита, якщо буферні регістри
заповнені. Таким чином, УСАПП характеризується більш високою стійкістю
до виконання умови помилки по переповненню даних (DOR).

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 60
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

РОЗДІЛ 5 ОХОРОНА ПРАЦІ

5.1 Аналіз небезпек та шкідливостей, що впливають на
працівників технічної лабораторії

Усі роботи, щодо виконання даної бакалаврської роботи проводяться в
приміщенні технічної лабораторії, де проводяться роботи з розробки
пристрою для передачі телеметричної інформації.
Проведення досліджень неможливе без використання комп’ютера для
відповідних розрахунків та побудови планів та схем. Тому для більш
продуктивної та безпечної праці співробітників лабораторії необхідно
створити раціональні та безпечні умови праці під час роботи з в приміщенні
лабораторії.
Потрібно звернути особливу увагу на фактори середовища які
безпосередньо впливають на працюючого, що призводить до зміни його
продуктивності. Проаналізуємо фактори, що впливають на здоров'я і
працездатність співробітника, який працює у лабораторії. За рівнем
фізичних навантажень дана робота відноситься до категорії I а, оскільки не
потребує навіть деякого фізичного навантаження при роботі з комп’ютером.
Робоче місце співробітника є постійним і складається зі столу (для
вільного переміщення спеціаліста за столом встановлено рухоме крісло, яке
повторює анатомію тіла людини), в лівій і правій частині якого встановлений
персональний комп'ютер. Робоче місце знаходиться в окремому приміщенні,
мебльованому столами зі встановленими на них комп’ютерами. Монітори
комп'ютерів розміщені так, щоб відстань від очей користувача до екрану

о
складала не менше 70 cм, кут зору 30 , для мінімізації впливу
випромінювання на зір.
Розміри лабораторії становлять: ширина – 4 м, довжина – 8 м, висота
стелі – 3 м, площа приміщення складає 32 м2. Лабораторія розрахована на
максимальну кількість працюючих 4 особи. Звідси площа, яка припадає на
одну людину, становить 8 м2. Об’єм приміщення складає: 96 м3. Звідси
об'єм, який припадає на одну людину, дорівнює 24 м3, що відповідає вимогам
ДБН В.2.2.28-2010 «Адміністративні та побутові будинки».
Лабораторія розташована в північній частині будівлі, стіни мають
світле забарвлення із коефіцієнтом відбиття світла 50-54%, колір має матову
структуру.
Важливе значення мають фактори мікроклімату в робочому
приміщенні, так як вони безпосередньо впливають на здоров’я та
самопочуття дослідника. Згідно з ДСН 3.3.6.042-99 нормативні значення
основних факторів мікроклімату наступні:
1. Температури повітря:
 в теплий період року – 23-25 °С (допустима – 20-28 °С). ;
 в холодний період року – 22-24 °С (допустима – 21-25 °С).
2. Вологість повітря:
 в теплий період року – 40 -60 %;
 в холодний період року – 40 - 60 %.
3. Швидкість руху повітря:
 в теплий період року – 0,1 м/с (допустима – 0,1...0,2 м/с) ;
 в холодний період року – 0,1 м/с (допустима – менше 0,1 м/с) .
Фактичні значення даних параметрів становлять відповідно:
1. Температури повітря:
 в теплий період року – 29-32 °С ;
 в холодний період року –21-22 °С .
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 62
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

2. Вологість повітря:
 в теплий період року – 48-50 %;
 в холодний період року – 55-57 %.
3. Швидкість руху повітря:
 В теплий період року – 0,1-0,2 м/с;
 В холодний період року – 0,1м/с.
Фактичні параметри мікроклімату повністю відповідають нормативним
вимогам згідно ДСН 3.3.6.042-99, окрім температури повітря в теплий період
року. Тому в приміщенні необхідно встановити систему кондиціонування
повітря.
В лабораторії в холодний період року функціонує система
централізованого водяного опалення, яка відповідає ДБН В.2.5.67-2013
«Опалення, вентиляція та кондиціювання».
Оскільки працівник проводить велику кількість часу поряд із
системним блоком комп’ютера, то шум також являється важливим фактором
виробничого середовища. Головним джерелом шуму є вентилятори
охолодження в системному блоці комп’ютера та принтер.
Згідно з ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми рівнів шуму на робочих
місцях» нормативне значення еквівалентного рівня шуму при даному видові
діяльності та типу робочого місця складає 50 дБА, а рівень фактичного шуму
в приміщенні становить 46-48 дБА, що відповідає нормативному.
На робочому місці величина напруженості електромагнітного поля не
перевищує нормативне значення, визначене в ДСН 3.3.6.096-2002.
Умови праці співробітників лабораторії при роботі з обладнанням крім
стану параметрів виробничого середовища, визначаються також
характеристиками використовуваного устаткування, якістю робочих
матеріалів у робочій зоні, конструкцією робочих меблів та її розмірними
характеристиками. Тип робочого крісла обирається у відповідності ДСТУ
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 63
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

7951:2015 та в залежності від тривалості роботи: при тривалій - масивне, при
короткочасній - крісло легкої конструкції, в якому легко пересуватися.
Ширина столу 0,9 м, усі предмети, що знаходяться на ньому
розташовані на відстані не більш 75 см від працівника, отже вони
знаходяться в робочій зоні. Висота столу 74 см; висота стільця 40-50 см
(можливе індивідуальне налаштування). Робота з обладнанням, зокрема з
комп’ютером ведеться відповідно до рекомендацій безпечної роботи згідно
ДСанПіН 3.3.2.007-98.
Робоча поза працюючого безпосередньо пов’язана з тривалим
очікуванням закінчення обробки результатів комп’ютером, що в свою чергу
призводить до періодичного перебування в незручній, фіксованій позі до 25%
від загальної тривалості роботи.
Ступінь складності завдання полягає в передачі інформації, обробці
отриманих результатів, визначаючи їх вірність та коректність, що відповідає
допустимому класові умов праці.
Раціонально виконане освітлення виробничих приміщень надає
позитивного психофізіологічного впливу на працюючих, сприяє підвищенню
продуктивності праці, забезпеченню її безпеки, знижує втому і травматизм на
виробництві, зберігає високу працездатність в процесі праці.
Працюючи при освітленні поганої якості або низьких рівнів,
працівники можуть відчувати втому очей і перевтому, що призводить до
зниження працездатності. У ряді випадків це може привести до головних
болів. Причинами в багатьох випадках є занадто низькі рівні освітленості,
сліпуча дію джерел світла і співвідношення яскравості, яке недостатньо
добре збалансовано на робочих місцях. Головні болі також можуть бути
викликані пульсацією освітлення, що в основному є результатом
використання електромагнітних пуско-регулюючих апаратів (ПРА) для
газорозрядних ламп, що працюють на частоті 50 Гц.
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 64
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

З точки зору безпеки праці зорова здатність і зоровий комфорт
надзвичайно важливі. Багато нещасних випадків відбувається, крім усього
через незадовільний освітлення або через помилки, зроблених робочим, через
труднощі розпізнавання того чи іншого предмета або усвідомлення ступеня
ризику, пов'язаного з обслуговуванням транспортних засобів, верстатів і т.п.
Освітлення створює нормальні умови для трудової діяльності. Незадовільна
освітленість на робочому місці або на робочій зоні може бути причиною
зниження продуктивності і якості праці, отримання травм.
Для того щоб забезпечити умови, необхідні для зорового комфорту, в
системі освітлення повинні бути реалізовані наступні попередні вимоги:
достатнє і рівномірне освітлення; оптимальна яскравість; відсутність
відблисків і осліпленості; відповідний контраст; правильна колірна гамма;
відсутність стробоскопічного ефекту або пульсації cвітла.
Приміщення лабораторії - це приміщення з однобічним природним
освітленням, північно-східною орієнтацією віконних отворів. Природне
освітлення забезпечується крізь вікна. Розміри чотирьох вікон приміщення
однакові і становлять 1,31,4 м.
Робочі столи розташовані таким чином, що вікна знаходяться збоку від
працюючого. Вікна обладнані жалюзі. При цьому у полі зору працюючого
забезпечується оптимальне співвідношення яскравості робочих та
навколишніх поверхонь та обмежене відбивання світла від екрану та
функціональної клавіатури.
Згідно ДБН В.2.5-28-2018 нормування природного освітлення
проводиться за допомогою коефіцієнта природного освітлення (КПО), розряд
зорової праці – II в, найменший об’єкт розрізнення – 0,25 мм, що відповідає
високому ступеню точності зорової праці. Контрастність найменшого об’єкту
розрізнення та фонів: між текстом на моніторі та фоном, між текстом на
аркуші паперу та аркушем, букв на клавіатурі. Фактичне значення КПО на
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 65
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

робочих місцях становить 35-37%, що відповідає вимогам ДБН В.2.5-28-
2018.
Лабораторія обладнана вісьма світильниками ЛСП 02В, кожний з яких
має чотири люмінесцентні лампи. Фактичний рівень штучного освітлення
становить 410-425 лк. Отже, рівень штучного освітлення на робочому місці є
достатнім для виконання зорової праці ІІ розряду, відповідно ДБН В.2.5-28-
2018.
Особливістю роботи співробітника лабораторії з монітором ПК є
підвищене зорове напруження, що пов'язане із спостереженням за
інформацією на екрані, а також з іншими негативними факторами. Працівник
лабораторії втомлюється від постійного ефекту миготіння, нестійкості та
нечіткості зображення, необхідності частої переадаптації очей до рівня
освітлення екрану дисплея та загального освітлення приміщення. Негативно
впливає потреба пристосування до різновіддалених об’єктів.
Електропроводка в даному приміщенні прихованого типу. Приміщення
відноситься до приміщень без підвищеної небезпеки ураження людини
електричним струмом (відсутні чинники підвищеної та особливої небезпеки,
такі як: струмопровідна підлога, струмопровідний пил, агресивне середовище
що пошкоджує ізоляцію і т. ін.). Обладнання, встановлене в ньому живиться
напругою 220 В і споживає потужність менше ніж 3500 Вт, що не призводить
до перенавантаження мережі. Системний блок комп’ютера має металевий
корпус, тому згідно ДСТУ Б В.1.1-82:2016 в лабораторії повинна бути
передбачена магістраль захисного заземлення.
Лабораторія відноситься до приміщень з категорією
вибухопожежонебез-пеки типу В, згідно з ДСТУ Б В.1.1-36:2016 (горючі та
важкогорючі рідини, тверді горючі та важкогорючі речовини, а також
речовини, здатні горіти тільки при взаємодії з водою, киснем повітря або
один з одним.). В даному приміщенні забезпечуються необхідні заходи щодо
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 66
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

протидії виникнення пожежонебезпечних ситуацій згідно з НАПБ А.01.001-
2014 «Правила пожежної безпеки України». Інструкції на випадок пожежі
складенні відповідно до «Типових правил пожежної безпеки для
промислових підприємств». План евакуації розміщений на стіні з вільним
доступом до неї (ДБН В.1.1.7-2016). Для попередження пожеж в ній
використовується електрична пожежна сигналізація променевого типу та
димові датчики типу (ИП-212-46) у кількості 2 шт відповідно ДБН В.2.5.56-
2014.
Приміщення обладнане порошковим вогнегасником ВП-5У, який
закріплений у підставці на стіні поряд з дверима (Правила експлуатації та
типові норми належності вогнегасників).
З усіма працівниками перед допуском до роботи проводять вступний та
первинний інструктажі згідно типового положення про навчання з питань
охорони праці (ДНАОП 0.00-4.12-05). Допуск до роботи відбувається після
проведення перевірки знань із вступного та первинного інструктажів.
Перевірка здійснюється згідно затвердженого переліку запитань.
В результаті проведеного аналізу можливо зробити висновок про те, що
найбільш важливим чинником, що впливає на безпеку праці дослідника є
підвищена температура повітря в приміщенні лабораторії в теплий період
року. Тому необхідно розрахувати та встановити в лабораторії систему
кондиціонування повітря.

5.2 Розрахунок системи кондиціювання повітря лабораторії

Розрахунок проводиться для теплого періоду року на охолодження.
Розрахунок необхідно провести для приміщення з розмірами: довжина 8 м,
ширина 4 м, висота 3 м, і наступними кліматичними умовами: температура
о
повітря в середині приміщення 30 С, вологість повітря 45%, кількість
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 67
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

працюючих – 4 особи, швидкість руху повітря не більше 0.1 м/с.
о
Максимальна температура зовнішнього повітря 35 С, категорія робіт – Іа.
5.2.1 Розрахунок надходження тепла в приміщення
5.2.1.1 Тепловиділення від обладнання
Джерелами даного тепловиділення є 4 ПК, площа нагрітої поверхні
кожної складає 1 м2. Отже сумарна площа нагрітої поверхні складає 4
м2.Тепловиділення від обладнання Qоб розраховуємо за формулою:

Qоб   F  tпов  tв  (5.1)

де  – коефіцієнт тепловіддачі від поверхні до повітря приміщення,
ккал/(год м2 о
  С), розраховують для твердих поверхонь з урахуванням
швидкості руху повітря (V=0,1 м/с) за формулою:
 10 V отже:  10 0.1  3.16
F= 4 м2 – площа нагрітої поверхні;
tпов = 40 оС – температура нагрітої поверхні;
t в = 30 оС – температура повітря в приміщенні;

Qоб  3.16 4  4030126,4 ккал / год .

5.2.1.2 Тепловиділення від штучного освітлення
Тепловиділення від штучного освітлення розраховуємо за формулою:

Qосв  860 Nосв (5.2)

де Nосв – сумарна потужність джерела освітлення, кВт.
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 68
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Враховуючи, що освітлення приміщення здійснюється вісьма
світильниками по 4 люмінесцентні лампи в кожному. Загальна кількість ламп
– 32, по 40 Вт кожна. Nосв  32 40 1.28 кВт
Знаходимо тепловиділення:

Qосв  860 1.28 1100.8 ккал / год .

5.2.1.3 Виділення тепла та вологи людьми
Виділення тепла та вологи людьми розраховуємо за формулою:

Q Q Q
л.пов явн зкр (5.3)

де Qл.пов – повне тепловиділення людиною, ккал/год;
Qявн – явне, тепловиділення людиною ккал/год;
Q
зкр – скрите тепловиділення людиною, ккал/год;
При температурі в приміщенні t  30 0C , при категорії робіт – Іа:
Qявн  50 ккал / год , Qзкр  80 ккал/ год
Враховуючи те, що в приміщенні працює 4 особи:

Qл.пов  4  Qявн Qзкр 
Qл.пов  4  5080 520 ккал / год .

5.2.1.4 Надходження тепла через заповнення світлових отворів
Так як світлових отворів - 4, то надходження тепла через заповнення
світлових отворів розраховуємо за формулою:

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 69
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Q11  4  q1  F11  q2 F12  K відн.п  F  t з  tв / R0  (5.4)

де q1 і q2 – кількість тепла, що поступає в приміщення через
одинарний засклений світловий отвір, що, відповідно, опромінюються та не
опромінюються прямою сонячною радіацією, ккал/годм2;
F11 і F – площа заповнення світлового отвори, що, відповідно,
12
опромінюється та не опромінюється прямою сонячною радіацією, м2,
враховуючи те, що всі світлові отвори не опромінюються прямою сонячною
радіацією:
2
F 2
11  0 м , F12  3 м ;
F  F11  F12 – площа заповнення світлового отвору, що визначається
його найменшим розміром в світлі;
F  F 2
11  F12  03  3 м
Квідн.п  0.61 – коефіцієнт відносного проникнення сонячної радіації
через заповнення світлового отвору;
R  0.2 год м2 00 С / ккал – опір теплопередачі заповнення світлового
отвору;
t  35 0С , t  30 0
з в С – температура зовнішнього та внутрішнього
повітря,
Спочатку знайдемо кількість теплоти q1 і q2 :

q1  qп  q р  К  К
1 2 , (5.5)
q2  q p  K1  K 2
де qп  0 і qp  55 ккал /(год м2 ) – кількість тепла прямої та розсіяної
сонячної радіації відповідно, K1 1.75 – коефіцієнт, що враховує затінення
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 70
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

засклення світлових отворів, K 2  0.90 – коефіцієнт, що враховує
забруднення скла,
q1  0 551.75 0.9  86.7 ккал/годм2,
q2  55 1.75 0.9  86.7 ккал/год м2
 .

Сумарне надходження тепла через заповнення світлових отворів:

Q11  486.7 086.7 30.61 3  3530/ 0.2 646.644 ккал/год.

5.2.1.5 Сумарна кількість надходження тепла в приміщення
Сумарна кількість надходження тепла в приміщення розраховується за
формулою:
Q Qоб Qосв Qл.пов Q11 126.41100.8520646.644 2394ккал/ год (5.6)

5.2.2 Розрахунок надходження вологи в приміщення
Кількість вологи, що виділяється однією людиною при легкій роботі в
приміщенні з t = 30 oC дорівнює: Qвол =130 г/людгод = 0,13 кг/людгод,
а 4–ма працюючими: Qвол =4130 = 520 г/людгод = 0,52 кг/людгод.
7.2.3 Розрахунок повітрообміну
Тепловологістне відношення процесу асиміляції тепла та вологи:

 Q /Qвол  2394/ 0.52  4604 ккал / год (5.7)

Кількість повітря, потрібного для загальнообмінної вентиляції в
приміщеннях з видаленням тепла, визначається за формулою:
Q1  m Q  /(iр  iп ) (5.8)
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 71
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

де m 1– коефіцієнт, який враховує долю тепла, що надходить в
робочу зону;
Q – кількість надлишкового повного тепла, що підлягає видаленню,
ккал/люд;
iр та iп – ентальпія, відповідно, повітря в робочій зоні та припливного,
вибираються за значенням  по: iрз =13.4 ккал/кг, iпр =11.7 ккал/кг (при
робочій різниці температур t 10 o
p  C). Робоча різниця температур
задається, виходячи з систем подачі припливного повітря та характеру
роботи. Отже:
t  t  t
p п o (5.9)
де tр – температура в робочій зоні, оС;
t o – початкова температура повітря, що надходить, оС.
Звідси температура припливного повітря:
tп  t p  t p  30 10  20 °С
Кількість повітря:

Q1 = (12394)/(13.4–11.7) = 1408 кг/год.

5.2.4 Продуктивність систем кондиціонування повітря
Повна продуктивність системи кондиціонування повітря
розраховується за формулою:
Lп  К L (5.10)

де К – коефіцієнт врахування втрат повітря у сітці, рівний 1, якщо
кондиціонер встановлений всередині приміщення.
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 72
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Корисна продуктивність системи кондиціонування повітря, м3/год:
L  L1
де L1– визначають, виходячи з максимальних надлишків явного тепла:

Q
L1 

 
c   t p  tп (5.11)
де Q– сума надлишкових виділень тепла в приміщенні, ккал/год.
 – густина повітря (1.22 кг/м3);
с – теплоємність повітря (с = 0.24 ккал/кг о
 С);
tp , tп – температура відповідно вилучаємого і припливного повітря, оС.

L  2394  818 м3
1 / год
0.24 1.22  (30 20)

Звідси повна продуктивність: L 1 818 818 м3
п    /год.
5.2.5 Розрахунок потужності повітроохолоджувача
Максимальні витрати холоду в кондиціонері для теплого періоду року
розраховуються за формулою:

Q  L   i  i 
х п р п (5.12)

де Lп – повна продуктивність системи, м3/год.
 – густина повітря припливного повітря, кг/м3.
io і iп – ентальпія відповідно зовнішнього повітря і припливного
повітря, ккал/кг.
Отримуємо: Qx = 8181.22(14.5–12.6)= 1896 ккал/год.
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 73
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Переведемо отримане значення потужності охолодження в Вт:

N Qx 1.163 1896 1.163  2205 Вт. (5.13)

5.2.6 Вибір моделі кондиціонера
Провівши розрахунок параметрів кондиціонера, виберемо з існуючих
вітчизняних та зарубіжних зразків найбільш підходящий кондиціонер.
В ході розрахунку були отримані такі параметри:
1. Повна продуктивність системи кондиціонування повітря:
L 3
p= 818 м /год;
2. Потужність охолодження: P=2205 Вт.
На основі розрахованих параметрів обираємо спліт кондиціонер
Samsung AQ 12TSBNSER.

Рисунок 5.1 - Кондиціонер Samsung AQ 12TSBNSER

Сучасний кондиціонер Samsung AQ 12 TSBNSER може працювати в
одному з 4 режимів: охолодження, обігрів, осушення та вентиляція.
Ефективне очищення забрудненого повітря забезпечує фільтр високого
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 74
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

очищення HD, який видаляє найдрібніші частинки пилу, а також бактерії і
віруси завдяки унікальній структурі антибактеріального покриття.
За допомогою функції Turbo Cooling кондиціонер Samsung AQ 12
TSBNSER миттєво охолоджує приміщення площею до 35 кв.м. Агрегат
ефективно видаляє надлишкову вологу, тому в приміщенні не буде сирого і
спертого повітря. Кондиціонер обладнаний системою захисту від перепадів
напруги, що забезпечує довге життя системи управління і компресора, а
також оснащений системою очищення, яка автоматично вмикає вентилятор
навіть при виключенні кондиціонера. Рівномірний розподіл охолодженого
повітря в агрегаті забезпечує механізм регулювання жалюзі з автоматичним і
ручним управлінням.

Технічні характеристики кондиціонера Samsung AQ 12TSBNSER
Потужність на охолодження - 3,5 кВт;
Потужність на обігрів - 3,8 кВт;
Циркуляція по повітрю - 570 куб.м/год;
Рекомендована площа - 35 кв.м;
Рівень шуму - 26-35 дБ;
Споживана потужність на охолодження - 1,09 кВт;
Споживана потужність обігрів - 1,05 кВт;
Робочий струм - 5,4/5,1 А;
Вага внутрішнього блоку - 8 кг;
Габарити внутрішнього блоку (ШхВхГ) - 820x285x210 мм;
Вага зовнішнього блоку - 27 кг;
Габарити зовнішнього блоку (ШхВхГ) - 660x470x240 мм.
Особливості:
Пульт дистанційного керування;
Таймер включення/виключення;
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 75
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

Регулювання швидкості обертання вентилятора;
Можливість регулювання напряму повітряного потоку;
Режим вентиляції (без охолоджування і обігріву);
Автоматичний режим;
Режим осушення;
Функція Smart Saver (Економічний режим);
Функція good'sleep II (Комфортний сон).
При встановленні системи кондиціювання повітря вдалося привести
температуру повітря в приміщенні в теплий період року в нормативні межі,
що задовольняє ДСН 3.3.6.042-99 «Санітарні норми мікроклімату
виробничих приміщень».

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 76
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

ВИСНОВОК
В даній кваліфікаційній роботі бакалавра був розроблений пристрій
передачі телеметричної інформації в діапазоні 433 МГц, який може входити в
склад бездротової системи збору телеметричної інформації.
Для збору й передачі інформації в системах телеметрії можуть
використовуватися як послідовні протоколи RS-232, RS-485, CAN, так і різні
мережні протоколи TCP/IP, Ethernet, які використовуються в системах
телеметричного Ip-моніторингу об'єктів. Використання цих систем пов’язане
з полегшенням інсталяції, забезпеченням багатофункціональності, інтеграції
з іншими системами в телеметрії при застосовуванні комп'ютерів, різних
серверів та мікропроцесорних систем, що мають в основі переплетення
різних протоколів, вбудовані засоби переробки й відображення інформації,
що часто мають кільцеві бази даних, а також і можливості мультизонального
збору інформації із численних датчиків, розкиданих найчастіше поза
фізичними межами самих систем, або й зовсім на іншій стороні земної кулі,
наприклад різні бездротові датчики, IP датчики й тд. Тому виникає потреба в
системах бездротового збору інформації.
Пристрій передачі телеметричної інформації в діапазоні 433 МГц є
одним з блоків бездротової системи збору телеметричної інформації.
Пристрій передачі телеметричної інформації в діапазоні LPD
повністю відповідає поставленому технічному завданню.
Основу пристрою становить мікроконтролер фірми Atmel. Він
обробляє інформацію що надходить від вхідних ліній, формує пакети для
передачі на базову станнцію, проводить налагодження роботи прийомо-
передавача 433МГц згідно записаної в нього програми. Мікроконтролер
такоє забезпечує узгодження швидкостей передачі по лініям зв’язку та
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 77
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

необхідну обробку інформації, наприклад переформатування протоколів
зв’язку.
В розділі охорона праці після проведення детального аналізу
приміщення та безпосередньо робочого місця, та зроблено висновок, що всі
фактори виробничого середовища, окрім температури приміщення в
холодний період року, відповідають своїм нормативним значенням. Тому
було проведено розрахунок системи кондиціювання повітря лабораторії, щоб
при встановленні системи кондиціювання повітря вдалося привести
температуру повітря в приміщенні в теплий період року в нормативні межі.

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 78
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. LPD433 [Электронный ресурс]. URL:
https://ru.wikipedia.org/wiki/LPD433
2. Технологии связи по электросети (Power Line Communication, PLC)
[Электронный ресурс]. URL:
https://www.qtech.ru/support/wiki/163/630/
3. Power-line communication [Электронный ресурс]. URL:
https://en.wikipedia.org/wiki/ Power-line_communication
4. http://www.analog.com/static/imported-files/tutorials/MT-003.pdf
5. https://uk.melayukini.net/wiki/LPD433
6. Методы модуляции сигналов [Электронный ресурс]. URL:
https://studfile.net/preview/5558303/page:3/
7. Згуровський Михайло Захарович, Коваленко Ігор Іванович,
Міхайленко Віктор Мефодійович. Вступ до комп'ютерних
інформаційних технологій: Навч. посібник для студ. екон. спец.
вищих навч. закл. / Національний технічний ун-т України "КПІ";
Європейський ун-т. - 2. вид. - К. : Видавництво Європейського ун-
ту, 2003. - 266с.
8. https://zakon.rada.gov.ua/rada/show/vr174634-08#Text
9. Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов / Р. Лайонс. − [2-е изд.] ;
пер с англ. − М. : ООО “Бином-Пресс”, 2006. − 656 с.
10. Головин О.В. Устройства генерирования, формирования, приема и
обработки сигналов. Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая
линия – Телеком, 2012. – 783 с., ил.
11. STM32F405xx, STM32F407xx – [Электронный ресурс]. – URL:
http://www.st.com/resource/en/datasheet/stm32f405rg.pdf
Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 79
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

12. Шустов М. А., Схемотехніка. 500 пристроїв на аналогових
мікросхемах. – СПб .: Наука і Техніка, 2013. -352 с
13. Петровский И.И., Прибыльский А.В., Троян А.А., Чувелев В.С.
Логические ИС КР1533, КР1554, Справочник в двух частях –
Москва: Бином, 1993
14. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы: Справочное
пособие /С.В. Якубовский, Н.А. Барканов, Л.И. Ниссельсон и др.; –
2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1984
15. Игумнов Д.В., Королев Г.В., Громов И.С. Основы
микроэлектроники. – М.: Высшая школа, 1991
16. Шувалов В.П. и др. Системы электросвязи. Учебное пособие для
вузов. – М.: Радио и связь, 1997. – 512 с.
17. Кривченко Т. И. Радиомодули и радиомодемы компании One RF
для диапазонов 433 и 868 МГц // Беспроводные технологи. 2007.
№ 2.
18. https://wireless-e.ru/radioterminal/telit-rf/

Арк.
ТК-76ск.021064.248 ПЗ 80
Зм. Арк. № докум. Підпис Дата

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets