2.2.2 Дитячий пристрій

Блок-схема Дитячого пристрою представлена на рис.16.

ДП аналогічний базовому пристрою за виключенням таких блоків як цифровий компас, дисплей, та блоку кількості ДП, але присутні інший блок – індикатор виходу із зони дії.

Обчислення відстані і напрямку виконується мікроконтролером за допомогою аналізу поточних координат дитячого пристрою та системи GPS. Потім виконується обчислення відстані щодо місця розташування базового пристрою.

- Світлодіод ”тривоги”: перевіряє, чи не посланий сигнал тривоги. Якщо сигнал тривоги поступив, то світлодіод загорається.

- Світлодіод “поза діапазоном”: перевіряє біт інформації “поза зоною дії”, отриманої від базового пристрою. Якщо біт має значення = 1, світлодіод загориться . Світлодіод виключиться тільки тоді, коли блок визначить, що дитячий пристрій знаходиться в діапазоні дії базового пристрою .

Рис. 17 Принципова схема базового пристрою

2.2.3 Системні компоненти

Розроблюваний пристрій передбачає використання готових модулів, тому розглянемо їх детально:

Регулятор на 5 Вт, регулятор на 3 Вт - ці чіпи використовуються для перетворення ~ 9V напруги системи цифрового керування DC, щоб пристосувати рівні напруги для наших пристроїв.

Регулятор на 5 Вт – це 7805 чіп і він вимагає мінімум 7.2 Вт, щоб точно вивести 5 Вт. Регулятор на 3 Вт – це LM317T чіп, що зменшує напруга від батареї до 3 Вт. Цей чіп вимагає на введення не менш 5.2 Вт, щоб точно вивести на вихід 3 Вт.

- Шини потужності на 3 і 5 Вт розташовані на надрукованій монтажній схемі базового пристрою і на перфорованій монтажній схемі дитячого пристрою . [10]

PIC16F877: цей мікроконтролер є програмувальною IC, що керує входами і виходами від кожного пристрою. Чіп оснащений множником порту 1/0 і одним послідовним портом, що використовується для зв'язку між одержувачем універсальної системи GPS і Прийомопередавачем. Цей пристрій використовує 20 МГЦ , щоб установити тактову частоту пристрою. [11]

- LX2400S-10A ПРИЙОМОПЕРЕДАВАЧ: використовується як комунікаційне з'єднання між дитячими і базовим пристроями.

- Прийомопередавач, що використовується в наших пристроях Aerocomm AC1524C-10A (LX2400S-10A). Прийомопередавач здатний до зв'язку у швидкостях до 115  200 біт у секунду, але і базовий і дитячий пристрої призначені до зв'язку в 9600 бодах.

- Діапазон роботи Прийомопередавачів - 3000 футів на відкритому повітрі і 300 футів у закритому приміщенні. Прийомопередавачі мають потребу в джерелі напруги 5V ± 2 %. Це – одне з основних умов схеми регулювання напруги.

- Прийомопередавачі типово поглинають 115m (кожний) і мають типовий вихід потужності 11m. Прийомопередавачі працюють у смузі частоти 2.402 - 2.478 ГГц. [10]

- Послідовність передачі до Прийомопередавачам повинна бути в наступному Форматі : 5555553A "довжина" "дані", де “довжина” - 32-розрядне ціле число представлення номера байтів "даних". Інформація, отримана від Прийомопередавачів знаходиться у форматі "довжина" "дані".

- ОДЕРЖУВАЧ MOTOROLA ONCORE M12 GPS: одержувач універсальної системи GPS одержує інформацію із супутників універсальної системи GPS, щоб розбити її на трикутники (довготу і координати широти). Одержувач вимагає не менш 2.8 – 3.2 Вт для роботи. Запит про місце розташування і вихід місця розташування від одержувача посилаються через послідовне підключення в 9600 бодах цифрового формату Motorola . Запити потрібно послати, використовуючи логікові на 3 Вт. Передача для одержувача використовує логіку на 3 Вт. [12]

- 7404 (НЕ), 7408 (И), 7432 (АБО) : ці три логічних чіпа TTL-схеми складають шинний вимикач. Шинний перемикач одержує уведення від PIC, щоб переключити зв'язок між одержувачем універсальної системи GPS і Прийомопередавачем.[11]

- LCD (використовується тільки в базовому модулі): LCD використовується в нашому дизайні для зображення на пристрої даних, щоб відобразити інформацію про місце розташування кожного дитячого пристрою .

LCD програмується і керується використанням даних з 4-бітної шини замість даних з 8-бітної шини, що можуть використовуватися по черзі. LCD ініціалізується після того, як напруга на дисплеї підвищилася більше 4.5V використаного програмного забезпечення. Ініціалізація відбувається після того, як універсальній системі GPS дається час для визначення координат. Цю ініціалізацію можна побачити на екрані дисплея, натиснувши пробіл.

Програмування LCD завершиться збереженням символів в оперативній пам'яті ( Оперативна пам'ять генерування символів), що нам необхідні для зображення, що ще не були запрограмовані в дисплеї .

Керування LCD в основному поміщує усе, що базовий модуль зібрав від дитячих пристроїв (відстані і напрямки) на екран базового пристрою, щоб використовувати можливість спостереження за ними.

- ЦИФРОВИЙ КОМПАС 1490 (використовується тільки в базовому модулі): цифровий компас інструктує базовий пристрій, що зіштовхнувся з використанням виводу на 4 біти. Цифровий компас зроблений Densmore і здатний до виявлення 8 різних напрямків.

Компас може прийняти вхідну напруги 5 – 12 Вт. Дизайн специфікований у наступних схемних рішеннях використовуючих джерело на 5 Вт. Компас використовує магнітне поле, створене землею до визначеної позиції.

Для кожного головного напрямку (Північ, Південь, Схід, Захід) є транзистор. Якщо компас спрямований в одному з цих напрямків, що відповідає контакту виводу посилає відповідний низький рівень вихідної напруги. Пристрій зв'язаний з портом A базового пристрою і має резистори напруги , для збереження напруга в 5 Вт. Резистори 1 КБ використовуються, щоб обмежити кількість потоку в PIC16F877 [11]