Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»

Физико – технический институт

Кафедра радиотехники и информационных технологий

Измеритель дальности на ультразвуковом датчике с gsm модулеМ

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦОННАЯ РАБОТА

(направление: 11.03.01, Радиотехника, профиль «Радиотехнические средства передачи, приема и обработки сигналов»)

Выполнил: студент IV курса

группы РТ-12 ФТИ СВФУ

Макаров Артем Иванович

Подпись__________

Руководитель: доцент, к.ф.- м.н.каф. РТиИТ ФТИ СВФУ

Мельчинов Виктор Петрович

Подпись__________

Якутск - 2016

Содержание

Y

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 2

Введение 3

Глава 1.Принципы передачи данных по gsm каналу 5

1.1 Стандарт сотовой связи GSM 5

1.2. Устройство модуля SIM900 9

Глава 2.Разработка устройства измерения Дальности на ультразвуковом датчике с gsm модулем 17

2.1. Ультразвуковой датчик 18

2.2. Микроконтроллер PIC16F628А 20

2.3 Разработка устройства передачи данных по каналу GSM 24

2.4. Изготовление печатной платы устройства 30

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 35

ПРИЛОЖЕНИЕ 36

Приложение 1 36

Приложения 2 43

Список сокращений

GSM - Global system or Mobile communications. Глобальный стандарт цифровой сотовой связи.

SIM - Subscriber Identification Module. Модуль идентификации абонента.

GPRS - General Packet Radio Service. Пакетная радиосвязь общего пользования»

AT - От английского "Attention", набор команд.

UART - Universal Asynchronous Receiver-Transmitter. Универсальный асинхронный приемо-передатчик

МК - Микроконтроллер

ТТЛ - Транзисторно-транзисторная логика

ТШ - Триггер Шмитта

I/O - Input/Output. Вход/Выход

Введение

В настоящее время, с расширением границ работы сотовой связи все большей популярностью пользуются GSM модули, посредством которых можно передавать данные или любую информации. При таком способе передачи достигается удобство и оперативность передачи информации.

В качестве ультразвукового датчика используется приемо-передатчик ультразвука. Принцип работы ультразвукового датчика расстояния основан на излучении импульсов ультразвука и измерении времени задержки отраженного от объекта импульса. Управление работой ультразвукового датчика, преобразование времени задержки сигнала в расстояние и формирование данных для подачи на вход SIM-модуля производится с помощью перепрограммируемого микроконтроллера PIC16F628А. Передача данных при поступлении сигнала запроса на данное устройства производится с помощью специальных АТ команд, подаваемых на информационный вход SIM - модуля.

Данное устройство может быть применено для контроля заполнения емкостей водой, бензином, нефтью и т.д..Также оно может быть использовано для оборудования гидропостов в периоды паводка для оперативного контроля уровня воды на реках. В этом заключается актуальность данной работы. Целью данной выпускной квалификационной работы является разработка ультразвукового измерителя расстояния его сопряжение с GSM модулем для последующей передачи на сотовый телефон владельца. В качестве GSM модуля нами был выбран SIM900 компании "SimCOM", поддерживающий диапазоны частот GSM/GPRS 850/900/1800. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - Изучить документации, технические характеристики устройств которые будут использоваться в данной работе

- Написать программу для микроконтроллера PIC16F628A, которая будет преобразовывать данные с ультразвукового датчика, затем отправлять полученный результат GSM модулю, которая в свою очередь доставит через смс-сообщение пользователю - Изготовить печатную плату устройства измерения дальности на ультразвуковом датчике с GSM модулем. Метод исследования: Экспериментальный, практический. Апробация, по данной работе был получен диплом за активное участие в работе выставки-конкурса "Техническое творчество молодежи" в Лаврентьевских чтениях, которые проводились 18-22 апреля 2016 г. Работа состоит из 2 глав, введения и заключение, списка источников, приложения. В первой главе работы рассматриваются технические характеристики GSM модуля SIM900, как модуль передает, принимает данные с помощью АТ- команд. Рассмотрен пример общения модуля с компьютером через COM порт (RS-232), с помощью программы COM port toolkit 4.0. Вторая глава посвящена, разработке устройства, алгоритме работы программы микроконтроллера, описанию технических характеристик ультразвукового датчика HC-SR04 и микроконтроллера PIC16F628A. Описанию принципиальной схеме устройства измерителя дальности на ультразвуковом датчике c GSM модулем. Изготовлению печатной платы устройства. В заключении, приводится выводы работы, и технические характеристики устройства.