Главная
страница 1
Д.Н. ГЛАЗКИН, К.И. ТИТОВ

Научный руководитель – П.В. НЕКРАСОВ, к.т.н.



Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»


АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «МЕТЕОСТАНЦИЯ» КАК ЭФФЕКТИВНОЕ СРЕДСТВО ПОЛУЧЕНИЯ НАВЫКОВ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Рассматривается аппаратно-программный комплекс на основе микроконтроллера (МК) ATmega8535 и системы датчиков для измерения физических параметров окружающего пространства, а также методические материалы, позволяющие за короткое время освоить принципы построения систем сбора и обработки информации (ССОИ) на примере разработки цифровой метеостанции.
В современном мире широко применяются ССОИ. Разработка таких систем является актуальной и сложной задачей, поэтому необходимо готовить специалистов, имеющих навыки их разработки.

ССОИ, не связанные с обработкой больших массивов информации, как правило, построены на основе 8-разрядных МК. Семейство AVRmega фирмы Atmel обладает развитой периферией, эффективным программным обеспечением и не сложной для понимания архитектурой. В качестве ядра комплекса был выбран характерный представитель семейства - МК Atmega8535, подробно описанный в русскоязычной литературе [1]. Существуют ССОИ для измерения различных физических величин и параметров, но для учебного процесса был выбран универсальный комплекс физических параметров, доступных для непосредственного восприятия человеком. В результате был разработан прототип ССОИ, содержащий датчики для измерения температуры, давления, влажности, скорости ветра, освещенности. Для отображения информации и управления в прототипе предусмотрена система ввода-вывода, включающая интерфейсы USB и RS-232, кнопки, светодиоды, клавиатуру, цифровой индикатор, потенциометр, динамик и систему дистанционного управления по инфракрасному каналу.

Обучение разработке программ начинается в среде AVR Studio на языке AVR Assembler, а затем производится переход на язык Си и среду IAR. Данные системы разработки обладают встроенными средствами симуляции и отладки, что облегчает написание программ, но для создания реального устройства этих средств недостаточно. С помощью ПО нельзя решить такие проблемы, как учет помех, шумов и других паразитных эффектов, что решается использованием прототипа. Для эффективной отладки работы системы также необходим независимый контроль сигналов с датчиков и возможность их эмуляции. Проанализировав имеющиеся возможности, было решено выполнить сопряжение прототипа с образовательной платформой NI Elvis II (рис.1). В состав платформы входят осциллограф, генератор произвольных сигналов, настраиваемый источник питания и другие приборы. Управление Elvis осуществляется с помощью приборно-ориентированного программного обеспечения LabView.

Рис.1 Прототип с платформой NI ELVIS II


Полученный в результате сопряжения комплекс, показал себя как эффективное средство обучения разработке ССОИ. В настоящее время на основе прототипа разработана и готова для производства аппаратная часть комплекса, включающая: универсальную плату с МК и системой датчиков, подходящую как для создания конечного устройства, так и для отладки и обучения вместе с платформой ELVIS; систему ввода-вывода и питания. Разработан демонстрационный комплект, включающий: программы на языке AVR Assembler в среде AVR Studio и на языке Си в среде IAR, позволяющие показать все возможности устройства; программы в среде LabView для Elvis, позволяющая вести отладку средствами LabView; программный эмулятор универсальной платы, системы питания и ввода-вывода в среде Proteus, позволяющий ознакомится с возможностями комплекса. Подготовлена методическая документация для всех аппаратных и программных модулей, а также набор учебных заданий.
Список литературы


  1. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. М. : Додэка XXI, 2007. - 592 c.


Смотрите также:
Аппаратно-программный комплекс «метеостанция» как эффективное средство получения навыков разработки систем сбора и обработки информации
24.88kb.
1 стр.
Закон Азербайджанской Республики "Об информации, информатизации и защите информации"
161.6kb.
1 стр.
Программный комплекс приема и распределения информации в спутниковом эксперименте «коронас-фотон»
79.05kb.
1 стр.
Архитектура аппаратно-программных средств
299.25kb.
1 стр.
Интеллектуальный аппаратно-программный комплекс мониторинга и контроля жизненного цикла выращивания растений в тепличных условиях
29.4kb.
1 стр.
Бюллетень Подсистемы сбора данных псагп 04. 03. 2013 00: 00: 00 11. 03. 2013 00: 00: 00
1689.02kb.
13 стр.
Бюллетень Подсистемы сбора данных псагп 19. 11. 2012 00: 00: 00 26. 11. 2012 00: 00: 00
1688.93kb.
13 стр.
Бюллетень Подсистемы сбора данных псагп 12. 03. 2012 00: 00: 00 19. 03. 2012 00: 00: 00
1683.47kb.
13 стр.
Бюллетень Подсистемы сбора данных псагп 28. 05. 2012 00: 00: 00 04. 06. 2012 00: 00: 00
1683.52kb.
13 стр.
Учебная программа для специальности 1-53 01 02 Автоматизированные системы обработки информации 2010 Составитель
101.2kb.
1 стр.
Учебная программа для специальности 1 53 01 02 " Автоматизированные системы обработки информации" 2010 Составитель
142.38kb.
1 стр.
Программа управления базой данных пациентов и работой комплекса в целом (без пк)
47.39kb.
1 стр.