ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta elektrotechnická Katedra mikroelektroniky
Měření teploty, tlaku a vlhkosti vzduchu s přenosem dat přes internet a zobrazování na WEB stránce ●
●
●
Zadání Stávající stav řešení přenosu dat pomocí internetu. Návrh systému pro přenos údajů o měřené teplotě, tlaku a vlhkosti po internetu s ukládáním záznamů pro zpětné zobrazení. Realizace navrženého systému, vytvoření www stránek pro zobrazování údajů.
Zdeněk Černý
únor 2006
Návrh koncepce systému
Měřicí zařízení ● připojení senzorů ● zpracování naměřených dat ● odesílání dat
Načítací sw. Přenos dat ● ● konfigurace měřícího přenos dat po internetu zařízení ● ukládání dat do ● načítání a ukládání dat z databáze měřícího zařízení Prezentační část ● načítání dat z databáze Poskytování dat ● ● HTTP server generování webových stránek
Měřicí zařízení Blokové schéma Aku.
napájení sériové rozhraní
Napájení ● externí napájení ● interní záložní akumulátor
Napájecí zdroj
Procesor
RS232/TTL
Vstupy ● multiplexer pro připojení senzorů s číslicovým výstupem ● AD převodník pro připojení senzorů s analogovým výstupem
AD převodník
analogové vstupy
Multiplexer
číslicové vstupy
LCD
Výstupy ● sériové rozhraní pro připojení PC ● znakový LCD displej
Požadované funkce měřicího zařízení a dosažené parametry Funkce ● konfigurace počtu, pozic a typů senzorů z připojeného PC ● periodické načítání hodnot ze senzorů ● číslicová filtrace vstupních hodnot ● přepočet vstupních hodnot včetně případných korekcí ● zobrazení hodnot na LCD a odeslání na sériové rozhraní ● záznam hodnot do vnitřní paměti v případě provozu bez připojeného PC ● odeslání obsahu vnitřní paměti na příkaz připojeného PC Parametry ● stejnosměrné napájecí napětí (9 až 12) V ● proudový odběr ze zdroje 12 V přibližně 80 mA ● zálohování napájení 4 NiCd akumulátory o kapacitě 600 mAh, doba zálohování při plně nabitých akumulátorech přibližně 10 h ● 16 konfigurovatelných vstupů/výstupů pro připojení a napájení senzorů ● podpora pro celkem 5 typů senzorů ● měření z maximálně 8 zdrojů ● paměť pro 1000 posledních naměřených hodnot ● výstupní sériové rozhraní RS-232 ● informační znakový displej o 2 řádcích po 16 znacích
Podporované senzory Senzor tepoty SMT160-30 ● číslicový výstup, teplotní rozsah (-45 až 130) °C, ±0,7 °C Senzor tepoty a relativní vlhkosti SHT11 ●
číslicový výstup, teplotní rozsah (-40 až 123) °C, chyba ±0,4 °C, relativní vlhkost (0 až 100) %, chyba ± 3 %
Senzor tlaku MPX4115A ● analogový výstup, rozsah (15 až 115) kPa, ±1,5 % Senzor tepoty KTY81 ● odporový senzor a kladným teplotním koeficientem Senzor relativní vlhkosti HIH-3610 ●
analogový výstup, relativní vlhkost (0 až 100) %, ± 2 %
Software pro načítání dat Vlastnosti ● skriptovací jazyk PHP ● testováno pod OS Linux a Windows Konfigurace ● nastavení sériového portu, minimálního intervalu mezi zaznamenávanými hodnotami, ... ● nastavení jednotlivých senzorů Funkce ● konfigurace měřicího zařízení – obecné nastavení, nastavení pro jednotlivé senzory ● příjem hodnot odesílaných měřicím zařízením, přepočet hodnot, uložení hodnot ● v případě záznamu hodnot v zařízení jejich vyzvednutí, výpočet času měření hodnot, výpočet hodnot, uložení hodnot
Software pro přenos dat po internetu
Vlastnosti, funkce ● ●
● ●
PHP, OS Linux/Windows přenos dat po internetu protokolem HTTP z webového serveru poskytujícího záznamy hodnot úprava dat do vhodného formátu uložení dat do databáze
Prezentační část
Vlastnosti, funkce ● PHP, OS Linux/Windows ● načtení dat z databáze ● generování dynamických webových stránek ve formátu HTML ● přenos stánky ke klientovi po internetu protokolem HTTP ● zobrazení požadovaných dat na klientově počítači ve webovém prohlížeči
Webové stránky Úvodní stránka ● ● ● ●
textové zobrazení aktuálních hodnot grafický průběh hodnot z aktuálního dne odkazy na další stránky rekordní hodnoty pro aktuální den, čas východu a západu slunce atd.
Stránka se záznamy ● ● ●
●
textové zobrazení aktuálních hodnot formulář pro výběr typu zobrazení grafické průběhy hodnot pro libovolný časový interval tabulkové výpisy se statistickými daty
Další stránky ● ●
informace o projektu odkazy na informace na jiných webech...
Závěr Měřicí zařízení ● vysoká variabilita počtu a typů připojitelných senzorů ● možnost stálého provozu v systému nebo samostatného provozu jako data logger s dávkovým sběrem dat a jejich pozdějšímu vkládání do systému ● jednoduchá konstrukce, snadné nastavení, nízká cena Software ● rozdělení softwaru do jednotlivých částí pro načítání, přenos dat po internetu a prezentační část ● využití otevřených systémů, multiplatformnost Přínosy ● variabilní systém pro měření meteorologických dat s jejich prezentaci uživatelům internetu ● snadná implementace na nových místech, možnost propojení více systémů, možnost poskytování výstupů třetím stranám ● funkční systém s více než tříletým provozem a řadou uživatelů – 2,7 miliónu vygenerovaných stránek, přibližně 300 návštěv denně – poskytování hodnot pro třetí strany – teplota stažena 24,5 miliónů krát
Aktuálně provozované systémy
