Презентация к инженерной записке

Связь IoT со шлюзом

Выполнили студенты группы РТ-41: Изюмцев Е.И.

Бажитов К.В Юдов А.Д.

Что такое интернет вещей?

Интернет вещей – это концепция сети, состоящей из вещей, под которыми подразумеваются устройства, оснащёнными встроенными средствами и технологиями для взаимодействия друг с другом или с внешней средой, при этом обмен информацией с ними осуществляется через сеть Интернет.

Техническое задание

Разработать РЭС для применения в сфере связи устройств «интернета вещей» со шлюзом учитывая следующие опорные параметры:

• Частотный диапазон - 868 МГц

•Полоса канала - 12,5 кГц

•Выходная мощность - 5 Вт

•Приемная и передающая антенны – всенаправленные

•Битовая ошибка - 0,001

•Битовая скорость - 1000 бит/с

•Расстояние - 500 м

•Коэффициент шума - 4 дБ

•Потери от антенны до приёмника - 0 дБ

•Потери в фильтре приёмника - 1 дБ

•Фильтр затем МШУ – да

•Запас - 0 дБ

Схема РЭС

Периферийные устройства, под которыми здесь и далее будут подразумеваться устройства, расположенные в отдалении от шлюза и выполняющие функции работы с датчиками или управления какими-либо устройствами, а также шлюз, выполняющий функции связи инфраструктуры заказчика с IoTсетью предлагается строить на базе микроконтроллера производства

STMicroelectronics STM32WL. Данный микроконтроллер имеет в своем составе полную реализацию аналоговой и цифровой частей радиотракта.

Режим работы

Среди рекомендованных производителем и приведенных в документации на микроконтроллер был выбран подходящий под требования ТЗ режим работы:

• Тип модуляции - 2-FSK

•Битовая скорость - 1.2 кБит

•Частота девиации - 5 кГц

•Ширина полосы - 9.7 кГц

Битовая ошибка составит 0.1%.

Потери в среде передачи данных

Рассчитаем потери в городских условиях, используя модель «Уолфиша-Икегами», введя следующие входные параметры:

• Высота передающей антенны hb (м.) - 20

•Высота передающей антенны hm (м.) – 2

•Расстояние между приемником и передатчиком d (км.) - 0.5

•Средняя высота зданий hr (м. ) – 15

•Средняя ширина улиц w (м. ) - 20

•Расстояние между зданиями b (м.) – 50

Суммарные потери составят 123 дБ, таким образом требуется выходная мощность составит -2 дБм, при этом минимальная выходная мощность встроенного передатчика составляет 9 дБм или 7 мВт.

Радиотракт

Так как коэффициент шума встроенного в микроконтроллер радиотракта значительно превосходит коэффициент шума, заданный заказчиком, предлагается использовать внешние МШУ и фильтр для снижения суммарного коэффициента шума на приемном канале периферийного устройства и шлюза. С учетом сказанного, а также требования заказчика к расположению фильтра до МШУ, радиотракт будет выглядеть следующим образом: