Návrh nízkopříkonové bezdrátové senzorické platformy pro měrění sněhového zatížení

Abstract

Táto bakalárska práca popisuje problematiku merania snehovej záťaže. V prvej časti práce sú popísané princípy činnosti senzorov pre nepriame merania. V druhej časti je riešená problematika priameho merania za pomoci tenzometra. Výsledkom práce je zhotovenie rádiového zariadenia pre meranie snehovej záťaže za pomoci rádiového modulu ZigBit. Senzorová doska bude navrhnutá v návrhovom prostredí Eagle podľa štandardov pre strojové osádzanie a výrobu. Zariadenie môže pracovať v dvoch režimoch. Pri nepriamom meraní je ešte potrebné údaje spracovať. V tomto režime má senzorická doska veľmi malú spotrebu energie a tak má veľkú životnost aj pri zapojení na batérie. V druhom režime bude zariadenie automaticky odosielať údaje o priamom zaťažení strechy snehom. Celé zariadenie bude komunikovať za pomoci modulu ZigBit a komunikačným protokolom ZigBee IEEE 802.15.4. Komunikačná vzdialenosť medzi senzorickými uzlami bude maximálne do 100m. V závere práce sú priložené merania na tenzometry UTILCELL M230. V prílohe sa nachádzajú schémy a dosky plošných spojov. Na priloženom CD sú okrem dokumentácie aj knižnice pre súčiastky a podklady pre strojovú výrobu DPS z návrhového programu Eagle.

This bachelor thesis describes the problematics of snow load measuring. At first, sensors' principles of functionality for indirect measurements are mentioned. In the second part, the problematics of direct measurement with tensiometer takes place. The construction of wireless apparatus with the help of module ZigBit for the snow load measurement is the result of this work. Sensor board is designed in Eagle software, obeying standards for machine vacuum pickup and fabrication. The apparatus works in two modes. During indirect measuring, additional processing of data is necessary. In this mode, the sensor board has very low energy consuption and therefore long service life also after a battery connection. In the second mode, the apparatus is automatically sending data about actual snow load of particular roof. The whole machine communicates with the help of ZigBit module and ZigBee protocol IEEE 802.15.4. The communication distance between sensorial points is allowed up to 100m. At last but not at least, tensiometer UTILCELL M230 measurements are attached. In attachments, chemas and printed circuit boards are presented, too. Except documentation, the CD contains also libraries for components and details for DPS machine production in Eagle Software.