Аппаратно-программный комплекс «метеостанция» как эффективное средство получения навыков разработки систем сбора и обработки информации

Д.Н. ГЛАЗКИН, К.И. ТИТОВ Научный руководитель – П.В. НЕКРАСОВ, к.т.н. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» АППАРАТНО-ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС «МЕТЕОСТАНЦИЯ» КАК ЭФФЕКТИВНОЕ СРЕДСТВО ПОЛУЧЕНИЯ НАВЫКОВ РАЗРАБОТКИ СИСТЕМ СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ Рассматривается аппаратно-программный комплекс на основе микроконтроллера (МК) ATmega8535 и системы датчиков для измерения физических параметров окружающего пространства, а также методические материалы, позволяющие за короткое время освоить принципы построения систем сбора и обработки информации (ССОИ) на примере разработки цифровой метеостанции. В современном мире широко применяются ССОИ. Разработка таких систем является актуальной и сложной задачей, поэтому необходимо готовить специалистов, имеющих навыки их разработки. ССОИ, не связанные с обработкой больших массивов информации, как правило, построены на основе 8-разрядных МК. Семейство AVRmega фирмы Atmel обладает развитой периферией, эффективным программным обеспечением и не сложной для понимания архитектурой. В качестве ядра комплекса был выбран характерный представитель семейства - МК Atmega8535, подробно описанный в русскоязычной литературе [1]. Существуют ССОИ для измерения различных физических величин и параметров, но для учебного процесса был выбран универсальный комплекс физических параметров, доступных для непосредственного восприятия человеком. В результате был разработан прототип ССОИ, содержащий датчики для измерения температуры, давления, влажности, скорости ветра, освещенности. Для отображения информации и управления в прототипе предусмотрена система ввода-вывода, включающая интерфейсы USB и RS-232, кнопки, светодиоды, клавиатуру, цифровой индикатор, потенциометр, динамик и систему дистанционного управления по инфракрасному каналу. Обучение разработке программ начинается в среде AVR Studio на языке AVR Assembler, а затем производится переход на язык Си и среду IAR. Данные системы разработки обладают встроенными средствами симуляции и отладки, что облегчает написание программ, но для создания реального устройства этих средств недостаточно. С помощью ПО нельзя решить такие проблемы, как учет помех, шумов и других паразитных эффектов, что решается использованием прототипа. Для эффективной отладки работы системы также необходим независимый контроль сигналов с датчиков и возможность их эмуляции. Проанализировав имеющиеся возможности, было решено выполнить сопряжение прототипа с образовательной платформой NI Elvis II (рис.1). В состав платформы входят осциллограф, генератор произвольных сигналов, настраиваемый источник питания и другие приборы. Управление Elvis осуществляется с помощью приборно-ориентированного программного обеспечения LabView. Рис.1 Прототип с платформой NI ELVIS II Полученный в результате сопряжения комплекс, показал себя как эффективное средство обучения разработке ССОИ. В настоящее время на основе прототипа разработана и готова для производства аппаратная часть комплекса, включающая: универсальную плату с МК и системой датчиков, подходящую как для создания конечного устройства, так и для отладки и обучения вместе с платформой ELVIS; систему ввода-вывода и питания. Разработан демонстрационный комплект, включающий: программы на языке AVR Assembler в среде AVR Studio и на языке Си в среде IAR, позволяющие показать все возможности устройства; программы в среде LabView для Elvis, позволяющая вести отладку средствами LabView; программный эмулятор универсальной платы, системы питания и ввода-вывода в среде Proteus, позволяющий ознакомится с возможностями комплекса. Подготовлена методическая документация для всех аппаратных и программных модулей, а также набор учебных заданий. Список литературы Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Mega. Руководство пользователя. М. : Додэка XXI, 2007. - 592 c.

Похожие:

	Аппаратно-программный комплекс «АвтоТрекер» Бортовой блок ат10 Паспорт Данный документ является Паспортом на управляющее устройство «Бортовой блок ат10», входящее в аппаратно-программный комплекс «АвтоТрекер»...		Техническое задание на выполнение работ по интеграции аппаратно программного... Апк рц с модернизированной единой системой сбора и обработки статистической информации ивс росстата
	Аппаратно-программный комплекс «безопасный город» программно-аппаратный... Бизнес-аналитика, программное обеспечение, созданное для помощи в анализе информации		Аппаратно-программный комплекс «безопасный город» программно-аппаратный... Бизнес-аналитика, программное обеспечение, созданное для помощи в анализе информации
	Аппаратно-программный комплекс экосан руководство по эксплуатации мкдн. Пк000001-61 Мы рады приветствовать Вас в качестве пользователя аппаратно-программного комплекса для оценки функционального состояния организма...		Руководство пользователя на on-line модуль подготовки отчётов является... Единая система сбора и обработки статистической информации ивс росстата в части электронного сбора данных
	Единая система сбора и обработки статистической информации ивс росстата... Порядок действий сотрудника организации (Респондента), отчитывающейся в территориальный орган Федеральной службы государственной...		Аппаратно-программный комплекс «безопасный город» программно-аппаратный... Порядок оформления и предъявления заказчику результатов работ по созданию системы 18
	Инструкция по установке Континент-ап версий X Аппаратно-программный... Аппаратно-программный комплекс шифрования (апкш) «Континент-ап» предназначен для безопасной передачи данных через общедоступные (незащищенные)...		Аппаратно-программный комплекс аудио- и видеонаблюдения за дорожной обстановкой «эксперт- м. 2» Руководство по эксплуатации предназначено для изучения устройства и принципа действия аппаратно-программного комплекса аудио- и видеонаблюдения...
	Конкурсная документация на выполнение работ по адаптации физической... Специализированный программный комплекс мониторинга и управления временным персоналом во время подготовки		Аппаратно-программный комплекс психолога в комплекте: компл Оборудование и программное обеспечение должны соответствовать следующим требованиям
	Руководство пользователя Лист утверждения Единая система сбора и обработки статистической информации ивс росстата в части электронного сбора данных		Руководство пользователя Лист утверждения Единая система сбора и обработки статистической информации ивс росстата в части электронного сбора данных
	Бюллетень Подсистемы сбора данных псагп Центра сбора, обработки информации и управления (цсоу) Системы высокоточного определения эфемерид и временных поправок глонасс (своэвп)...		Курс лекций Преподаватель Бондаренко А. А. Рыбинск 2001 Типовая информационная технология сбора, передачи, обработки и выдачи информации в централизованных системах обработки данных 17