Technická univerzita v Košiciach Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra elektroniky a multimediálnych telekomunikácií Študijný program: Elektronika Študent: Štefan Hedvig Vedúci práce: doc. Ing. Miloš Drutarovský, CSc. Konzultant: Ing. Martin Petrvalský 1/12
Vytvorte programové vybavenie umožňujúce realizovať viackanálový RF prenos dát v pásme SRD (Short Range Devices) medzi uzlami senzorovej siete UWB radarov a koncentrátorom zobrazovacej jednotky. Navrhnite koncepciu riešenia, ktorá umožní realizovať prenos aj v prípade rušenia prípadne čiastočného obsadenia niektorých kanálov, ktoré sa môže v čase meniť napr. vplyvom zmeny taktovacej frekvencie UWB radarov v závislosti na teplote. Programové vybavenie vytvorte modulárne tak, aby bolo možné v prípade potreby zmeniť softvérové rozhranie pre RF uzly. Na konektivitu s UWB radarmi a zobrazovacou jednotkou použite komunikačné rozhranie na báze UARTu alebo USB. Vytvorte demonštračnú aplikáciu, ktorá umožní otestovať vytvorené riešenie v reálnych podmienkach. Na otestovanie riešenia použite vhodné procesorové moduly firmy STM s jadrom ARM ako aj komunikačné RF moduly dostupné na KEMT FEI TU v Košiciach. 2/12
Štúdium procesorových modulov ARM od firmy STM Štúdium komunikačných RF modulov Silabs Práca s programom WDS wireless development suite pre nastavenie modulov Silabs Vytvorenie programu pre ARM procesor na komunikáciu s modulmi Silabs po SPI linke Vytvorenie obslužných podprogramov na odosielanie a príjem dát, nastavenie modulov po spustení, zmenu parametrov počas behu programu, načítavanie parametrov z modulu a kontrolu ich funkcie. Vytvorenie podprogramu na sken frekvenčného pásma meraním parametra RSSI pre účely voľby vhodného komunikačného kanálu. Vytvorenie testovacieho hardvéru na vývoj softvéru 3/12
Vychádzame z datasheetu obvodu STm32F407 http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/datasheet/dm00037051.pdf Využité programové prostredie Keil http://www2.keil.com/stmicroelectronics-stm32 Štúdium použitej vývojovej DPS STM32F4Discovery http://www.st.com/st-web-ui/static/active/en/resource/technical/document/user_manual/dm00039084.pdf Základný prehľad o procesore na základe demo programov pre dosku STM32F4Discovery. http://www.st.com/web/en/catalog/tools/pf257904# Návrh jednoduchých programov na obsluhu prerušení, periférií 4/12
Výkonný procesor STM32F407 Integrované rozhrania ako SPI, UART, USB, prerušenia Integrovaný programátor ST-Link priamo na doske 5/12
Vychádzame z datasheetu, a dokumentácie k API príkazom http://www.silabs.com/support%20documents/technicaldocs/si4063-60.pdf http://www.silabs.com/support%20documents/technicaldocs/ezradiopro-api-v1.1.2.zip Návrh pripojenia modulov k mikroprocesoru Spoločné rozhranie SPI Oddelené riadiace impulzy CS, INT Voľba komunikujúceho čipu Príprava na pripojenie ďalších modulov Štúdium dostupných modulácií, spôsobov komunikácie, štruktúry paketu, zásobníka FIFO 6/12
Integrovaný prijímač a vysielač Komunikácia po linke SPI Široká paleta modulácií ako (G)FSK, 4(G)FSK, (G)MSK, OOK, ASK Osadené na doskách s frekv. nastavením na 868MHz FIFO zásobník 64kB Nízka spotreba cca 18mA resp. 10mA Nízke napájacie napätie 1,8 3,6V 7/12
Spôsob nastavenia parametrov Využitie automatického generovania kódu Automatické generovanie hlavičkového súboru pre program http://www.silabs.com/products/wireless/ezradio/pages/wirelessdevelopmentsuite.aspx 8/12
Využívané prostredie Keil Využitý automaticky vygenerovaný kód z prostredia WDS prispôsobenie pre STM mikroprocesor Kompletné prerobenie fyzickej vrstvy OSI modelu softvéru prispôsobenie Prenos demo dát medzi modulmi pre demonštráciu funkcie Program navrhnutý ako univerzálny pre voľbu prijímačov a vysielačov, obsluha viac modulov naraz. 9/12
Navrhli sme testovacie zapojenie pre overenie funkcie programu Dve oddelené dosky pre testovanie prenosu dát. Napájanie z linky USB priamo cez dosky STM32F4Discovery 10/12
Komunikácia s PC cez USB HID Vytvorenie demo aplikácie prepojenej s PC pre testovanie RF parametrov spojenia Program naviazania spojenia na nezarušenom kanáli, kontrola spojenia, potvrdzovanie paketov, preposielanie chybných paketov Tvorba podprogramov pre automatické odosielanie dát s presným časovaním Príprava na implementáciu do radarovej siete. 11/12
12/12