Bezdrátová autonomní vyhodnocovací jednotka pro sledování parametrů okolního prostředí

Bc. Jan ZICH

Master's thesis

Wireless Unit for Environmental Monitoring

Abstract:

Tato diplomová práce je zaměřena na problematiku návrhu a konstrukce autonomní bezdrátové jednotky pro sledování parametrů okolního prostředí. Pro realizaci funkčního vzorku bylo zapotřebí nejprve provést důkladnou rešerši dostupných bezdrátových komunikačních technologií a jednočipových mikrokontrolérů. Po definici požadavků na sledované veličiny následoval výběr senzorů pevně integrovaných do zařízení a stanovení vhodného rozhraní pro rozšiřující senzorové moduly. Návrh elektroniky je částečně založen na analýze demonstračního zařízení výrobce mikrokontroléru a následné syntéze vlastního obvodového řešení s doplněním napájecího a senzorového subsystému. Zvláštní péče byla věnována problematice snižování proudového odběru zařízení a účinnosti. Určujícími parametry pří výběru komunikačního protokolu byla široká možnost připojení a snadná integrace do běžně používaných komunikačních systémů. Mechanická konstrukce je navržena s ohledem na adekvátní funkci senzorů, případnou drátovou konektivitu a s ohledem na moderní design vhodný do obytných prostorů. Výrobek je opatřen snadno ovladatelným fyzickým uživatelským rozhraním, které umožňuje jednoduchou vizualizaci vývoje úrovní jednotlivých veličin v čase. Výsledkem snažení je funkční zařízení s širokými možnostmi konfigurace měřených veličin, snadnou konektivitou, prodlouženou výdrží na akumulátor, efektivním systémem reprezentace výsledků měření a moderním designem.

Abstract:

This thesis is focused on the issue of design and construction of autonomous wireless unit for environmental monitoring. First it was necessary to perform a search for available wireless communication technology and a microcontroller for practical realization of a working sample. The definition of required monitored variables was followed by device-integrated sensors and the definition of appropriate interface for expanding sensor modules. The circuit design is partly based on the analysis of demonstration board produced by the microcontroller manufacturer and consecutive custom synthesis with addition of power and sensor subsystems. Special effort was dedicated to current consumption and efficiency. The communication protocol determining parameters were wide connectivity and easy integration into the commonly used communication systems. The mechanical construction is designed with respect to suitable sensor function, potential wired connectivity and with respect to modern design which is appropriate for residential premises. The device provides an easy-to-use physical user interface which is able to visualize the time progression of individual variables. The result is a functional device with wide configuration of measuring variables, easy connectivity, extended battery life, effective representation of measurement results and modern design.

Keywords

monitorovací jednotka, mikrokontrolér, senzor, CC3200, bezdrátová komunikace, autonomní, solární panel, akumulátor, nabíjení, bezdotykové tlačítko, displej

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 5. 2016

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jiří Čengery, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Master programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Electronics and Applied Informatics