Презентация к инженерной записке
.pdfСвязь 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:
Компоненты внешнего радиотракта
Керамический фильтр
ВЧ-коммутатор
Усилитель
Коэффициент шума
Рассчитаем суммарный коэффициент шума при топологии фильтр - МШУ - STM32WL:
Антенны
Керамическая антенна
SMA-антенна