diplomna rabota
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2012 .
2
1. 2. 2.1. 2.1.1. 2.1.2. 2.2. 2.2.1. 2.2.2. 2.2.3. 2.2.4. 2.2.5. 2.3. 2.3.1. 2.3.2. 2.3.3. 2.3.4. 2.3.5. 2.3.6. 2.3.7. 2.3.8. 2.3.9. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 3.7. 4. 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.5. 5. 6. , ,
4 6 6 6 9 9 9 11 13 14 21 29 29 31 35 38 40 43 48 50 52 54 54 68 70 71 72 73 73 74 74 75 76 87 87 88 90
3
550 , , . . 5% .
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2010
.
5
2. 2.1. 2.1.1. ,
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, . . . 2.2 2.6 kW, . - 380 V, 50 - 0.2 0.4 kW, ,
6
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. . , . V, 50 kW, . 11 22 kW, . . , , , , . , , - 380 1.5 7.5
, , . . , , . , . , . ,
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2.3 kW/
8
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(
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.
, 802.15.1) . ZigBee ( ZigBee
. Bluetooth ,
(IEEE
IEEE 802.15.4
IEEE 802.15.4 C2WSN ( GHz 60 . ZigBee / IEEE 802.15.4 Bluetooth, Wi-Fi, (point-to-point), . ZigBee / IEEE 802.15.4 , . C2WSNs ( C1WSNs ), , . . 2.2.2. C2WSNs ). IEEE 802.15.4 250 kbps
).
2,4 9
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12
2.2.3. , : . , , . , . , ,
, . ,
/ ,
/ . . ,
. . , : / , ; . ; , ; ; :
13
: : IEEE 802.11a/b/g, IEEE 802.15.1 PAN / Bluetooth; IEEE 802.15.3 ultrawideband (UWB); IEEE 802.15.4/ZigBee (IEEE 802.15.4 ZigBee); IEEE 802.16 WiMax;
; ; ; ; .
;
,
IEEE 1451.5 (Wireless Sensor Working Group); ( ): , );
Tiny OS ( Tiny DB ( Tiny OS : 2.2.4. . ; ; ; ).
C1WSN, ( ( 64000 14 ) :
); ; ; ( (C2WSNs ) , ; ;
;
/
;
). ,
(
,
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). ,
. , . , . ,
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, (GPS) . , . , 15 , GPS-
. , .
. 2.2.1.
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. ( ? , ( . , i, i+1, i+2 .). . .; . h?), -
,
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,
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2.2.1 / : [ (NEMS)]; [ (MEMS)]; ( . . . ): :
: ( ( : ( ); ( . . .
. ).
);
, ).
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,
17
: ( ( : , : ; C1WSN: low-range multihop or C2WSN: low-range single-hop ( : ( (e.g., air-dropped) : ( ( : ( ( : ( ( : ( ( : ( ( ); ). : ( ( ); ( ); ); ). ( . . ); ). ); ). . . ). ); ). . ); ad hoc ( C1WSNs). . . ). );
)
);
18
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19
. 2.2.2.
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. 2.2.3.
20
, , .
, : . ( . ). ( , ) . , ( . ).
.
,
2.2.5. , , ( ) ( ), ( . . ) . . , ,
:
21
. 2.2.4.
WSN
: ,
. control)
, , .
,
MAC (media access
, , . ( TR ). . ( D , ),
N
, , xA 1:
Rb SA
.
22
: SA = Rb * xA . ,
xA -
-
,
. xA, . xA
MAC
,
0.5
0.1.
ND8/TR. ND8/TR Rb xA ; N Rb xA TR / (8D), : (2.1) , . , Rb = 250 Kbit/s, TR = 1s, xA = 0.1, D = 3, 1000. TR = 10ms, N 10. , ,
. , xA . N R, ( ) N/R. .
, , . h hm , : ,
N
-
h , ,
.
23
N Rb xA TR / (8D hm), , hm.
(2.2)
. 2.2.5. WSN
, , ,
-
.
( . . ), . . : (1) ( . , . , ( . .). 24 , , , ), (2)
( ), . , , , ,
, . ) , . , ( ,
, ( N : N Ns Rb xA TR / (8D hm), , , , Ns = 5 , . : Rb = 250 Kbit/s, TR = 10 ms, xA = 0.1, D = 3; , (2.3) , N Ns (1.1) (1.2). )
,
50.
, , , , , . : . . -
, ,
25
-
, ,
,
,
-
. .
GATEWAY( ) /
. 2.2.6. WSAN
, WSAN ( ), , . WSAN ; .
WSAN ), . , ,
(
, . 26
. , , . , , , . , WSAN. , . -
. 2.2.7.
27
; , , ( ). . 10 000 J . , . , ; . . WSAN , , ,
. WSAN.
( . . -
, ).
.
28
2.3. 2.3.1.
,
(WSN), , . . -
, . .
, , . ,
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, 29
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. . ,
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-
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. ( ) . . , , , . , . .
.
30
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. : . . , . ,
,
,
, . . ,
.
2.3.2. . . , . ,
31
RABBITCORE
,
RFID
TOUCH SCREEN RFID
. 2.3.1.
, . ( . , .).
. . ,
32
. . ,
,
. . . A-Star . , . , ID, (RFID). . ID RFID * (A-Star) , ,
.
. 2.3.2.
33
, 10 .
,
. .
, . . . 2.3.3., , RFID . .
. 2.3.3. , , . , , .
34
, . , , . : ,
. 2.3.4. , . , . . 2.3.3. .
.
, .
ZigBee
. , .
-
, .
,
35
, , , RabbitCore . , ZigBee
, .
:
.2.3.5.
. RabbitCore , ZigBee . ZigBee , 36
. , . 3 :
. 2.3.6. FSKTM FSKTM , RabbitCore RabbitCore 64 . - 1 USB, , : 0 . . ZigBee . . , 64. RabbitID
.2.3.7.
ZigBee
37
, 2.3.4.
-
.
. 2.3.8.
RF
.
, .
,
,
RF LED , . .
. .
38
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. , . .
.
. . , , . , .
.
39
2.3.5.
. 2.3.9.
, , . , 4 Kb RAM 4K EEPROM , 128 Kb .
(SPI, ADC, GPIO) , .
, , . 19.2Kbps . . -
. 40
25
50 kHz.
. , . , . . .
.
.
. RabbitCore . , . RabbitCore , ZigBee : ,
41
. 2.3.10.
9 74HC151 864 3 ( 1, 2 3). ( . . mux1, mux2 ... mux8), RabbitCore . . , 64 ( 1, 2 . 3) 3
2.3.6. TinyOS, , UCB.
42
. 2.3.11. . , , . , . MAC ,
.
, .
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. ,
. 43
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, . ,
. :
45
. 2.3.12.
. . . , . , . .
46
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, SPI MCU 1 , ADC . SPI , , ADC .
.
2.3.7.
. 2.3.13. 47
, LED .
. ,
. , .
. . , . , , . ,
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. 2.3.14.
16
9 4 1 4. , .
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1
2, .
49
2.3.8.
. 2.3.15.
1)
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RS-232
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2) .
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.
50
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4) .
.
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7) . , . 51
8) .
.
9)
, .
2.3.9.
. . . . -
.
,
. . , . RFID
. , .
-
. , . ,
. 52
. .
, , . , . . , . . , . . , , ,
,
.
53
3. 3.1.
. , , , , . . . ,
G 4000 / G 4001
. 3.1.1.
G4000/40001
4 24V.
.
54
, . G 4000 . ,
,
. , G 4001 , . .
,
. , , . ,
,
.
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,
.
55
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24V DC . 24V DC. ,
G 2500 230V (120V) 2.5 . . G 2500 . , G 2500
. 3.1.2.
G2500 56
3.1.1.
: G 4000 / G 4001 47 120/230VAC, 24VDC 24VDC 1,3A:230V [2,6A:120V] 15A:24VDC 300W 200 N.m.[1770 in-Lbs] 26 G 2500 39.5 120/230VAC, 24VDC 120/230VAC 1A:230V [2A:120V] 120W 70 N.m. [620 in-Lbs] 2
3.1.2.
: 4 3.5 3 G 4000 / G 4001 . . . . 2.5 G 2500 .
,
,
+ 2.5
:
. 3.1.3.
G2500/4000/4001
57
:
. 3.1.4.
1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) G 4000 10)
= 0.5
,
,
, ,
, =1
58
G 6000/ G6001
. 3.1.5.
G6000/6001
6.5
. ,
.
, , , G 6000 . , . ,
,
. , G 6001 .
,
59
, .
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; ; ; ; ; .
, . , . ,
24V DC . 24V DC. 60 ,
3.1.3.
: G 6000 / G 6001 72 120/230VAC, 24VDC 24VDC 1,3A:230V [2,6A:120V] 15A:24VDC 300W 600 N.m. [5310 in-lbs] 48 : 6.5 6 6 G 6000 / G 6001 . . . . . .
Current Draw
3.1.4.
, , + , + + +
6 6.5 5
:
. 3.1.6.
G6000/6001
61
:
. 3.1.7.
G6000/6001
1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) G 6000 10)
= 0.5
,
,
, ,
, =1
62
G 12000
. 3.1.8.
G12000
G 12000 . -
12
.
,
. . , . G 12000 .
3.1.5.
: G 12000 783 120/230VAC, 24VDC 24VDC 15A (24V) 300W 600 N.m. [5310 in-lbs] 10 .
Current Draw
63
:
. 3.1.9.
G12000
3.1.6. G 2500 230/120 VAC 230/120 VAC 50 60 Hz -4F / 158F
G
: G 4000 G 6000 G 12000 120/230VAC, 120/230VAC, 120/230VAC, 24VDC 24VDC 24VDC 24VDC 50 60 Hz -4F / 158F 24VDC 50 60 Hz -4F / 158F 24VDC 50 60 Hz -4F / 158F
Dlp
20W max
40W max
40W max
40W max
(
)
64
3.1.7.
: G 2500 G 4000 G 6000 G 12000
24V
,
LED
3.1.8.
: G 2500 G 4000 G 6000 G 12000
/
65
3.1.1.
:
:
. 3.1.10.
,2
2
:
. 3.1.11.
-
66
,2
:
. 3.1.12.
,2
:
. 3.1.13.
67
3.2.
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,
, , ( ) LCD . .
,
, RFID
, .
. 3.2.1. 68
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, . LCD .
,
, RFID
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. 3.2.2.
69
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, , , , , . , . ,
. 3.3.1. 70
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3.4. Windows,
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, . , , . , , . 71 , ,
. 3.4.1.
3.5.
. LED -
.
.
50m
120.
. 3.5.1.
LED 72
3.6.
-
, .
.
,
.
. .
. 3.6.1.
3.7.
. , , , , . LCD .
. 3.7.1.
.
73
4.
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. , LED . , . , , , , , . . ,
. , , -
. . , . , . . . , ,
74
4.2.
. 4.2.1.
75
4.3.
. 4.3.1.
KEYTOP
. : . . . . . .
76
: . . , , , . . .
4.3.1. DC 24V 10mA 0.24 W 0.1~ 3.5 m RS485 1000m 4800bps -20~80C
LED
. 4.3.2. LED
KEYTOP 77
LED . LED , . 4.3.2. LED DC 5V 40mA 0.2 W 6 . 6 . 360 >50m ABS -50~80C
LED
. 4.3.3.
KEYTOP
78
. 60 . .
.
4.3.3. DC 24V 30mA 0.72 W 40~60 . RS485, TCP/IP, WiFi -20~80C
. 4.3.4.
KEYTOP 79
, , , . ,
4.3.4. DC 5V 375mA 1.875 W RS485, TCP/IP, WiFi 1000m 64 . -20~80C
. 4.3.5.
KEYTOP
LED , .
.
24 80
4.3.5. DC 5V 1.3 1.5 A 6.5 7.5 W RS485 4800 bps 300cd/m2 -20~80C
. 4.3.6.
KEYTOP
LED .
4.3.6. DC 5V 1.4 A 7W RS485 4800 bps >500cd/m2 -20~80C 81
. 4.3.7.
KEYTOP
, . , , -
,
.
4.3.7. P4 3.0 GHz 512 MB 80 GB SQL SERVER/Access
82
. 4.3.8.
CAME G2500
230V (120V) 2.5 .
, G 2500
. G 2500 .
4.3.8. 39.5 120/230VAC, 24VDC 120/230VAC 1A:230V [2A:120V] 120W 70 N.m. [620 in-Lbs] 2
83
. 4.3.9.
CAME PSE3000
, , .
,
4.3.9. 330 1500 300 mm AC 230V 50/60Hz RAL 1028 / 44 -20 - 50C
/ (IP)
84
. 4.3.10.
CAME PSU3000
/ , , . .,
4.3.10. 300 1500 300 mm AC 230V 50/60Hz RAL 1028 / 44 -20 - 50C
/ (IP)
85
. 4.3.11.
CAME PSC7000
,
.
4.3.11. 800 1755 300 mm AC 230V 50/60Hz Cod 053 0837 / 40 -20 - 50C
/ (IP)
86
4.4.
1 2 LED 3 4 5 6 7 8 9 10 11
. . .
KEYTOP KEYTOP KEYTOP KEYTOP KEYTOP KEYTOP KEYTOP CAME CAME CAME CAME
G2500 PSE3000 PSU3000 PSC7000
500 500 10 1 10 2 1 4 2 2 4
.
: . .
4.5. . , . / . .
. s 1000V.
87
5.
550 , , . . . . : . , . . . 5% .
/
500
-
.
/
. .
. .
, , .
,
-
-
.
88
, , .
.
89
6.
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90