Система передачи данных

Описание:

Основная идея проекта состоит в том, чтобы передать данные от одного пункта до другого. Эта передача может быть как беспроводная по радиоканалу, так и по проводам.
В данном проекте передаются 4 типа данных от различных типов датчиков.
В качестве датчиков используется температурный датчик, датчик уровня топлива,
датчик давления и датчик числа оборотов за 1 минуту. Все эти датчики имеют аналоговый выход в форме напряжения, которое преобразуется в цифровые данные, которые мы можем передать.

Почему необходимо преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые?

Предположим, что мы преобразовали аналоговые сигналы в цифровые данные. Что дальше? Поскольку четыре различных типа данных мы должны передать по одному каналу, то нам надо их объединить. Аналоговые сигналы объединить невозможно, для цифровых сигналов мы можем использовать цифровой коммутатор, который будет объединять данные в один поток следующими один за другим.
Примечание: скорость передачи данных от 12 до 15 циклов в 1 минуту.

Передача данных:

Блок-схема показывает пример передачи данных с использованием какой либо модуляции сигнала.

После получения данных от приемника и их демодуляции мы получим реальные данные,
которые передавались передатчиком и мы легко их показывать.
Обратите внимание: рабочая частота передатчика 98 МГц

Функциональная блок-диаграмма:

Схема:

кликни для расширения!

кликни для расширения!

Описание схемы:

В секции "А" изображен приемник сигналов от 4-х датчиков. Здесь используется аналоговый переключатель IC M4066, который также хорошо работает как и цифровой. Он имеет четыре устройства ввода/вывода и отдельные выводы для контроля передачи аналоговых сигналов через коммутатор. Линии управления коммутатором соединяются с выводами микроконтроллера (порты 2.1 - 2.4). Поскольку эти все сигналы аналоговые, так что мы должны преобразовать их в цифровые форму посредством аналого-цифрового преобразователя. Для этой цели мы использовали IC ADC0804.

Это 8-разрядный АЦП и на его выходе мы имеем цифровой эквивалент аналогового сигнала с диапазоном значений от 0 до 255. Из АЦП 8-разрядные данные поступают в микропроцессор (порты 1.0 - 1.7). Посредством мультиплексирования 4 аналоговых сигналов последовательно переводятся в цифровую форму и в виде одного потока данных передаются в модулятор передатчика.

Посмотрим на схему передатчика в секции "В"

Чтобы передать некоторый сигнал на расстояние мы должны промодулировать его в передатчике. Хорошо, когда схема модулятора совмещена с передатчиком. В данной схеме используется частотная модуляция из-за ее простоты и получения большой дальности передачи сигнала, которая может составить около 2 км. Так например вещательный диапазон FM достаточно широк для возможной передачи данных. Этот передатчик передает сигнал на частоте 102 МГц. 
Но сигнал передатчика на частоте 102 МГц не будет точно соответствовать модулирующему
цифровому сигналу (форма меандра). Здесь мы говорим, что сигнал лишь похож по форме на меандр. Точный вид формы сигнала передатчика виден на осциллографе.

Вычисления для передачи данных:

1. Затухание сигнала в свободном пространстве на дистанции 2 км - 78.285dB
2. Частота 98 МГц
3. Эффективная изотропная излучаемая мощность - 9dB
4. Коэффициент усиления антенны - 10
5. Излучаемая мощность - 0.8 Ватт
6. Отношение сигнал-шум (C/N = 159.35dB) не может быть улучшено за счет увеличения коэффициент усиления приемника, а дополнительные атмосферные потери о которых мы не знаем еще больше уменьшают уровень полезного сигнала в точке приема.