Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Examensarbete LE 1400 10p C-Nivå Trådlös överföring mellan enkla noder Magnus Abrahamsson Johan Eskilsson

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Examensarbete LE 1400 10p C-Nivå Trådlös överföring mellan enkla noder Magnus Abrahamsson Johan Eskilsson"— Presentationens avskrift:

1 Examensarbete LE p C-Nivå Trådlös överföring mellan enkla noder Magnus Abrahamsson Johan Eskilsson Institutionen för Datateknik Västerås

2 Syfte Syftet med examensarbetet är att skapa ett enkelt demonstrationssystem som klarar att skicka trådlös data mellan enkla noder.

3 Bakgrund På datainstitutionen vid Mälardalens Högskola i Västerås finns behovet att kunna sända trådlös data för olika ändamål.

4 Tillvägagångssätt • Förstudie • Hårdvarukonstruktion • Mjukvarukonstruktion • Tester

5 Resultat av förstudien • Enkel- eller dubbelriktad överföring • Frekvensband • Standarder + undantagsföreskrifter • Transceivermoduler • Kommunikationsmetoder

6 Figuren visar en blockkonstruktion över ett trådlöst kommunikationssystem. Enkel- och dubbelriktad överföring

7 Frekvensband • ISM- bandet 433,05-434,79 MHz

8 Standarder + undantagsföreskrifter • EN • PTSFS 2000:9

9 Transceivermoduler

10 Kommunikationsmetoder • Non-Return-To-Zero • Edge detection • Manchester Coding • Oversampling • UART

11 clk Data ” ” ’1’’0’ ’1’ Metoden används vid både sändning och mottagning. Fördelar: Enkel Nackdelar: Osäker i snabba system, känslig mot brus Non-Return-To-Zero

12 Edge detection clk Data ”101000” Här samplas bitarna in Metoden används vid mottagning. Fördelar: Bra synkroniseringsmöjlighet Nackdelar: Känslig mot brus Här räknar interruptrutinen ut samplingstiden för varje bit.

13 Bitlängd Manchester Coding Metoden används vid sändning och mottagning. Fördelar: Säker Nackdelar: Tidskrävande signalbehandling Manchester kodning av det binära datat Logiskt ’0’: Övergång från låg till hög i mitten av biten Logiskt ’1’: Övergång från hög till låg i mitten av biten

14 F_16baud F_16baud_1 F_baud 1:a2:a3:e16:e Antal Sampel Under denna period kontrolleras 1 bit. Oversampling Metoden används vid mottagning. Fördelar: Säker Nackdelar: Tidskrävande signalbehandling, känslig mot frekvensavvikelser i kristallen.

15 UART (Universal Asynchrounous Receiver Transmitter) Enhet(er) som ansvarar för att utföra de huvudsakliga momenten vid sändning och mottagning av seriell data.

16 Hårdvarukonstruktion • Kretsschema • Layoutritning • Kretskortstillverkning • Tester

17 Kretsschema • Antenn: En integrerad antenn i kretskortet med 400 Ω impedans. • Spänningsregulator: För att hålla en stabillikspänningsnivå användes en spänningsregulator. • PLL – Filter: Producerar en likspänningsnivå hos VCO:n. • VCO-Induktor: En induktans som sätter frekvensen för den interna VCO:n. • Kristalloscillator: Krävs för att kretsen skall komma i svängning.

18 Layout Layout gjord i programmet Designer.

19 Kretskortstillverkning Konstruktionen sett från ovansidan.

20 Signalgenerator SändareMottagare Oscilloskop Testning Blockschema över signalöverföring vid test.

21 Mjukvarukonstruktion Block som behövs för konstruktionen: • Transmitter: Sänder data. • Receiver: Tar emot data. • Clocks: Genererar signaler som bestämmer arbetstakten i resp block.

22 ’1’ ’0’’1’’0’’1’’0’’1’’0’ Preamble ’0’ ’1’ startbit åtta databitarparitytbit stopbit ’1’ ’0’ ’1’’0’ ’1’ ’0’ ’1’ Adress code word Message code word End of code word (optional)Checksum Packets Vid sändning av data bör ett packet användas. Exemplet ovan är ett bra exempel på hur ett packet vid trådlös överföring kan se ut.

23 ’0’ ’1’ ’0’’1’’0’’1’’0’’1’’0’ preamble ’0’ ’1’ startbit De åtta databitarna paritetsbit stoppbit ’1’ ’0’ ’1’’0’ Vald packet

24 Nollställer alla signaler S1S2 Interna vektorn får switcharnas värde. S3 Paustillstånd 1:a biten i första delen av preamblesekvensen sänds De resterande 11 bitarna i del 1 av preamblesekvensen sänds. 2:a delen av preamble- sekvensen sänds. Startbiten sänds. De åtta databitarna sänds.. Paritetsbiten sänds Stoppbiten sänds S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 Endast vid reset. Transmitter

25 S1 S2 S3 Starttillstånd 1:a biten i första delen av preamblesekvensen kontrolleras Första delen av startbiten kontrolleras. Kontrollerar de åtta databitarna. Kontrollerar paritetsbiten Stoppbiten kontrolleras S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 De resterande 11 bitarna i del 1av preamblesekvensen kontrolleras. De åtta bitarna i andra preamblesekvensen kontrolleras. Andra delen av startbiten kontrolleras. Sista delen i startbiten kontrolleras. Endast vid reset. Receiver

26 Kontroll av databit (UART med NRZ och Oversampling) F_16baud F_16baud_1 F_baud 1:a2:a3:e16:e Antal Sampel Under denna period kontrolleras 1 bit. För att avgöra om den mottagna biten är ’1’ måste minst 8 av de 16 sampels vara logiskt höga men biten läses inte ut förrän samtliga 16 sampel har kontrollerats. För att acceptera ’0’ får maximalt 7 av 16 sampels vara logiskt höga.

27 Så här undersöks en startbit 1 startbit delas upp i 3 halvor som består av totalt 16 sampel Del 1Del 2Del 3 Del 1: För att passera den här delen av kontrollen måste första sampeln vara logiskt låg, annars börjar sökandet av ny starbit. Del 2: Då Del 1 är godkänd fortsätter kontrollen av de sju kommande samplena. Från och med sampel två till och med sampel sju får maximalt ett sampel vara lågiskt hög för att komma vidare till Del 3. Del 3: I denna del får endast sex av de åtta återstående samplena vara lågiskt höga.

28 Testning Test med labplattor

29 Resultat/Lösning • Räckvidd: ca 20 m (Längre tester ej utförts med labplattor) • Överföringshastighet: ca 20 kbit/s • Kommunikationsriktning: Envägs • Funktionalitet: Åttonde databiten utebliven, både vid trådbunden och trådlös kommunikation. • Modifieringsmöjligheter i mjukvara: Dubbelvägskommunikation, energisparfunktion, utöka packetet med ” end of message code word” och ”adress code word”, testbänk av klass 2 eller 3. • Modifieringsmöjligheter i hårdvara: Antennförbättring, noggrannare kristall, ingående EMC-åtgärder. Summering Arbetet resulterade i en trådlös digital förbindelse som skickar och tar emot data på ett avstånd upp till ca 20 m. Det som konstaterades under arbetets gång var bland annat att valet av implementeringsmetod är klart viktigare vid trådlös kommunikation än vid trådbunden pga att det finns större risk för omgivande störningar att upptas i systemet och tolkas som data. En annan viktig sak som förstudien bidrog till var vikten av att välja rätt frekvensområde och att undersöka vilka restriktioner som gäller vid respektive område.


Ladda ner ppt "Examensarbete LE 1400 10p C-Nivå Trådlös överföring mellan enkla noder Magnus Abrahamsson Johan Eskilsson"

Liknande presentationer


Google-annonser