مقاله دریافت لحظهای دادههای اندازه گیری شده توسط بویهها از طریق شبکههای مخابراتی

word قابل ویرایش
13 صفحه
دسته : اطلاعیه ها
12700 تومان
127,000 ریال – خرید و دانلود

دریافت لحظهای دادههای اندازه گیری شده توسط بویهها از طریق شبکههای مخابراتی

چکیده

امروزه استفاده از بویهها برای اطلاع از شرایط جوی دریا و همچنین استفاده از آنها برای اقیانوس شناسی و هواشناسی از مباحث مهم مطالعاتی در مراکز تحقیقاتی دریایی به شمار میرودمعمولاً. دریافت اطلاعات از بویهها از طریق امواج رادیویی یا الکترومغناطیسی صورت میپذیرد و این وسایل شناور در آب از این طریق دادههای اندازه گیری شده توسط خود را به کاربران میفرستند. در این مقاله به تبیین روشی جدید جهت ارسال داده-های اندازه گیری شده توسط بویهها و دریافت توسط کاربران پرداخته شده است. در این روش ارسال دادهها از طریق خطوط مخابراتی مانند سیم کارتهای ماهوارهای صورت میپذیرد که لازمه آن، نصب و برنامه ریزی یک بورد مجهز به سیم کارت، و … در داخل آنها میباشد. تمامی سنسورهای اندازه گیری به طور غیرمستقیم به بورد مرکزی تلفن همراه متصل میگردند و با دریافت دستور از ایستگاه مرکزی که این ایستگاه می-تواند یک تلفن همراه یا سیستمی دیگر در دست کاربر باشد، اطلاعات خود را برای کاربر مخابره میکنند. از مزایای استفاده از سیم کارت و تلفن همراه به عنوان سیستم ارسال و دریافت دادهها میتوان به هزینه کم و برد بسیار زیاد آن اشاره نمود.

کلمات کلیدی: بویه، هدایت و کنترل، دادههای هواشناسی، سیستمهای مخابراتی، آشکارساز

مقدمه

منابع و صنایع دریایی، امروزه نقش مهمی در زندگی انسانها دارند به همین دلیل مطالعه و بررسی بسـیاری از مسـائل مهندسـی، زیسـتشناسـی، تجاری و نظامی مرتبط با دریا، همواره مورد توجه محققان بوده است. با توسعه و گسترش صنایع دریایی و علوم مرتبط با دریـا، امـروزه بـرای انجـام بسیاری از کاربردهای هواشناسی، موج شناسی و اقیانوس شناسی به کارگیری تکنولوژی خاص و جدیدی برای پاسخ گویی به نیازهای روزافزون پیش آمده، ضروری مینماید. در بسیاری از صنایع مختلف و گوناگون، استفاده از تجهیزاتی که بتوان آنها را بـدون حضـور مسـتقیم نیـروی انسـانی بـه سنجش بپردازند و از راه دور دادههای اندازه گیری شده را ارسال نمایند، کاربردهایی فراوانی یافته انـد و در بسـیاری از مـوارد بـه جـزء جدانشـدنی کاربردهای تجاری و صنعتی بدل گشتهاند. این تجهیزات شامل بویهها که قابلیت ارسال دادههای اندازه گیری شده را دارند هم میباشـد. در صـنایع دریایی بنا به دلایلی که گفته شد، استفاده از تکنولوژی بویهها در سالهای اخیر توسعه و گسترش فراوانی یافته و در بسیاری از شاخههـای علـوم و مهندسی دریا نقش مهم و اساسی پیدا نمودهاند. بهبود و افزایش کارایی این تکنولوژی نیازمند افـزایش مطالعـات مهندسـی بـر روی تمـامی انـواع سیستمها، از جمله سیستمهای ارسال دادهها، کنترلی و ارسال فرامین میباشد.

بویهها

بویههای موج نگار مجموعه کاملی از تجهیزات مکانیکی و الکترونیکی هستند که توسط آنها میتوان اندازهگیری پارامترهای هواشناسی و اقیانوس-شناسی را انجام داد. این مجموعه به عنوان یک پایگاه شناور است که به صورت خودکار اطلاعات آب و هوایی محیطی را که در آن نصب شده گرفته و به ساحل یا کشتیها مخابره میکند. از دیدگاه سیستمی یک بویه موجنگار از بخشهای مختلفی تشکیل شده است. که میتوان به بخش- های مکانیکی و الکترونیکی آن اشاره نمود. بدنه مکانیکی بویههاعمولاًم شامل دکل بویه، بدنه اصلی، وزنهی پایدارکننده و نگهدارنده و سیستم مهار میباشدمعمولاً. بویهها بر اساس نوع کاربری و شکل دسته بندی میشوند که در جدول (۱) دسته بندی این بویهها از لحاظ شکل و کارکرد نشان داده شده است. [۱]

در شکل زیر انواع بویهها نشان داده شده است.

یکی دیگر از بخشهای تشکیل دهنده بویهها بخش الکترونیکی و سنسورهای مربوطه است که در ادامه به بررسی موردی سنسورها پرداخته می-شود. به عنوان مثال یک بویه موج نگار شامل سنسورهای مختلفی است که مهمترین آنها عبارتند از:

(۱ سنسور فشارسنج
۲) سنسور دماسنج
۳) سنسور رطوبت سنج
۴) سنسور سرعت باد
۵) سنسور جهت باد
(۶ سنسور شوری آب هر یک از سنسورهای فوق به همراه بوردهای الکتریکی مربوطه، با توجه به شرایط آب و هوایی دریا درون محفظه یا سیستم مکانیکی خاصی قرار میگیرند
.

شکل :۲ نمایی از سنسورهای نصب شده بر روی بویهها

کاربردهای بویهها در دریا

امروزه بویهها بخش جداناشدنی صنایع و علوم دریایی میباشند. در حال حاضر این بویهها بخش بسیار مهم و قابل اعتمادی از صنایع ساحلی و فراساحلی را تشکیل میدهند که میتوانند توسط نهادهای تجاری، دریایی و نظامی مورد استفاده قرار گیرند. بویهها در اشکال و اندازههای مختلف وجود داشته و هرکدام معنای خاص خود را دارند، که از میان آنها بویههایی که مجهز به چراغ باشند برای دریانوردی در شب نیز بکار میروند و آنهایی که مجهز به ایجاد سوت هستند برای دریانوردی در هوای مه آلود مورد استفاده قرار میگیرند. غالب بویههای جدید مجهز به دستگاههایی برای انعکاس امواج رادار میباشند اینگونه بویهها امواج فرستاده شده را از رادار به خوبی منعکس نموده و در روی صفحه رادار بصورت یک نقطه نورانی دیده میشوند. امروزه بویههای جدید مطالعات متنوع دریایی و جمعآوری اطلاعات مربوط به محیط زیست و شیلات، دریاشناسی و اقیانوس شناسی را انجام میدهند.

شکل :۳ نمایی از بویههای مجهز به سنسور

ضرورت انجام تحقیق

معمولاً جهت مخابره اطلاعات و دادهها از بویهها از امواج الکترومغناطیسی استفاده میشود. محدود بودن عمق و شعاع عملیاتی بویهها را میتوان با استفاده از شبکههای مخابراتی و بویژه سیم کارتهای ماهوارهای تا حدی برطرف نمود. همچنین با استفاده از این فناوری میتوان در هر نقطهای از کره خاکی از شرایط دریا و اطلاعات دریافتی توسط بویهها آگاه شد. از این رو بر آن شدیم تا با کارگیری شبکههای مخابراتی و ماهوارهای روشی نوین و فناورانهای را برای افزایش کارایی و برد این بویهها عرضه نماییم.

ارسال فرامین و دریافت داده از بویه توسط تلفن همراه

روش ارائه شده در این مقاله ارسال فرامین و دریافت داده از بویهها به وسیله خط تلفن و تلفن همراه ماهوارهای میباشد. عملکرد سیستم به این صورت است که به وسیله یک دستگاه تلفن و یا تلفن همراه مجهز به سیستم تن ویک خط تلفن و یا سیم کارت میتوان این وسایل را در هر نقطه-

ای پایش کرد. سیستم تن از آن جهت مورد توجه است که سریعتر، کاملتر و انعطافپذیرتر از سیستم پالس میباشد و احتمال افتادن نویز بر روی آن نیزتقریباً وجود ندارد. هدف عمده مدار ما پایش از دور و دریافت داده از بویهها توسط شبکههای مخابراتی میباشدکه شامل دو بخش الکترونیکی و نرم افزاری میباشد که ابتدا به بخش الکترونیکی آن میپردازیم.

بخش الکترونیکی سیستم

این مدار همواره با سیم کارت تلفن همراه ارتباط داشته و رلههای آن به تجهیزات الکترونیکی مورد نظر در بویه وصل میگردد. در طرف کاربر نیز، نیاز به استفاده از هیچ مدار خاصی نبوده و تنها با انجام یک تماس با تلفن همراه مورد استفاده در آن ها میتوان از این سیستم استفاده نمود. این سیستم امکانات زیر را دارا می باشد:

-۱مطلع بودن سیسستم از وضعیت روشن یا خاموش بودن دستگاه
-۲امکان تغییر وضعیت دستگاه
-۳تعیین مدت زمان روشن ماندن دستگاه و ارسال پیغام برای کاربر متناسب با وضعیت دستگاه. -۴امکان تعیین تعداد بوق خوردن و وصل شدن به دستگاه ها ۱) تا ( ۹

-۵رمز نگاریی سیستم ورودی جهت عدم دسترسی سایر افراد به دادههای اندازه گیری شده توسط بویهها جهت اهداف نظامی
-۶امکان برقراری ارتباط با بویهها از فاصله صدها کیلومتر

-۷امکان کنترل تجهیزات بویهها در حین مکالمه بدون قطع تماس

تشخیص و شمردن سیگنال زنگ

سیگنال زنگ یک موج سینوسی است که بر روی ولتاژ DCسوار است .این مدار باید بتواند سیگنال زنگ ارسالی از مرکز تلفن را آشکار کرده و سیگنالی قابل اطمینان را به پردازنده انتقال دهد.عمل آشکار سازی زنگ توسط مدار شکل (۴) انجام می شود.

همانطور که در شکل (۴) دیده میشود وقتی گوشی تلفن همراه ماهوارهای نصب شده در بویه زنگ میخورد جهت گرفتن خروجی از تلفن همراه، از هدست گوشی استفاده میشود. خروجی هدست در ابتدا به یک خازن C1که وظیفه آن، جدا کردن جریانDC از AC میباشد، متصل میشود.

در این مدار به دلیل پایین بودن ولتاژ خروجی هدست از ۵ ولت، یک ترانزیستور جهت تقویت ولتاژ و یک دیود زنر جهت تثبیت آن به کار میرود سپس ولتاژ به اوپتوکوپلر که خود به PD2 یا وقفه میکرو متصل میباشد، اعمال میگردد. علت استفاده از اوپتوکوپلر جداسازی زمینها و ایزولاسیون خط و همچنین ایجاد پالسی با دقت بالا میباشد.در میکروکنترلر نشان داده شده در شکل (۴) قسمتهایی با نام وقفه تعبیه شده است که پس از دریافت وقفهها توسط آن از مدار آشکارساز زنگ، میکرو باید دستور آزاد کردن خط را صادر نماید.

پایین آوردن امپدانس خط (برداشتن گوشی)

از آنجایی که این مدار باید بتواند به صورت خودکار بعد از تعداد زنگ معین به خط تلفن متصل شود از یک رله استفاده میشود که پایه تحریک این رله به یکی از پایههای میکرو کنترلر متصل است از آنجا که در سیگنال ورودی به رله با وجود بالا بودن افت شدیدی مشاهده میشود از یک بافر که به صورت ترانزیستور دو طبقه است استفاده میشود بعد از تحریک رله مقاومت وارد مدار میشود و با آمدن این مقاومت در مدار ولتاژ خط افت زیادی میکند و جریانی ایجاد میشود که موجب برقراری ارتباط با شخص تماس گیرنده میشود. به عبارت دیگر میکرو کنترلر پس از دریافت وقفهها از مدار آشکار ساز زنگ باید دستور آزاد کردن خط را صادر کند، این کار توسط رله که خود نیز توسط ترانزیستور راه اندازی میشود، انجام میپذیرد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 12700 تومان در 13 صفحه
127,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد