www.label.pl | LAB-EL Elektronika Laboratoryjna
Elektronika Laboratoryjna

Bezprzewodowy termometr z higrometrem

Mikroklimat przez radio cz. 2


D. Grobel, A. Łobzowski, W. Szkolnikowski
LAB-EL Elektronika Laboratoryjna S.J.
artykuł publikowany w piśmie POMIAR nr 6/2008
 

 

W pierwszej części artykułu, zamieszczonego w poprzednim wydaniu magazynu Pomiar, zaprezentowany został nowy produkt firmy LAB-EL, jakim jest rejestrator temperatury i wilgotności LB-525 oraz komunikator
LB-526. Obecna, druga część poświęcona będzie opisowi zastosowanego w systemie radiowym standardowi
E-WAVE oraz systemowi radiowej transmisji danych mikroklimatycznych, w trzeciej  - przedstawimy oprogramowanie LOGGER oraz program LBX wzbogacone o funkcje obsługi systemu radiowego.

 

Bezprzewodowy termometr - opis

Standard E-WAVE stworzony został z myślą o prostych systemach z łącznością radiową, krótkiego zasięgu pracujących w paśmie częstotliwości nie wymagających zezwoleń. Ukierunkowany jest głównie na proste przyrządy zasilane przeważnie z własnego źródła np. baterii, dla których praca w systemie radiowym nie powinna być obciążeniem dla zasobów zastosowanych w nich prostych procesorów. Najważniejszym przedstawicielem tej grupy urządzeń są radiowe termometry z higrometrem.

Urządzenia E-WAVE odpowiadają na otrzymane zapytanie od urządzenia typu MASTER np. LB-526 lub LB-487. Każde urządzenie posiada swój unikatowy adres. MASTER odpytuje urządzenia znajdujące się w jego zasięgu. Każde urządzenie E-WAVE może zostać poproszone o przesłanie zapytania do innego urządzenia pod zaprogramowany wcześniej adres. Odpowiedź zostanie przesłana tą samą drogą, którą przyszło zapytanie lecz w odwrotnym kierunku. Daje to możliwość zwiększenia zasięgu sytemu posiadającego w swoim składzie bezprzewodowe termometry z higrometrem.

W celu maksymalnego obniżenia zużywanej energii z baterii, bezprzewodowe termometry z higrometrem przeważnie pracują w stanie uśpienia, z którego są cyklicznie wybudzane, włączony zostaje odbiornik i urządzenie przez krótką chwilę oczekuje na odbiór adresowanego do niego pytania. W przypadku  odebrania poprawnego rozkazu, jest on wykonywany oraz wysyłane jest potwierdzenie. W przypadku nie odebrania w wyznaczonym czasie odpowiednio zaadresowanego pytania, rozpoczynany jest kolejny cykl usypiania.

Dla zapewnienia możliwości szybkiej wymiany danych, wprowadzonych zostało kilka trybów pracy z usypianiem, różniących się zmianą proporcji pomiędzy czasem snu i odbioru. Istnieje również tryb pracy ciągłej bez usypiania. W każdej chwili termometr z higrometrem może zostać poproszony o przejście do innego trybu, np. w celu przyspieszenia odczytu zarejestrowanych danych pomiarowych.

Z każdym rodzajem trybu pracy odbiornika musi być związany odpowiedni tryb pracy współpracującego z nim nadajnika. Odbiornik pracujący w trybie ciągłym jest zdolny odebrać pojedynczą ramkę. Natomiast do odbiornika pracującego z usypianiem musi zostać wysłana cała salwa ramek. Czas trwania takiej salwy nie może być krótszy od czasu, na jaki zostaje uśpiony odbiornik. Jedynie wówczas jest gwarancja, iż zostanie odebrana przesyłana ramka.
Urządzenie radiowe pracujące w trybie ciągłym jest w stanie odebrać każdą ramkę oraz każde urządzenie jest w stanie odebrać ramkę wysłaną w najdłuższej salwie. W przesyłanych ramkach jest zakodowana informacja o trybie pracy odbiornika urządzenia nadającego ramkę dzięki czemu urządzenia same kontrolują w jakich trybach pracują ich sąsiedzi i używają odpowiednich salw przesyłając do nich ramki, zwalniając w ten sposób MASTERA od nadzoru nad tym zagadnieniem. W przypadku rozpoczynania łączności po raz pierwszy z danym urządzeniem, kierowana jest do niego najdłuższa salwa, a przy kolejnych odpytywaniach informacja o trybie jego pracy jest już znana.

Urządzenia E-WAVE nie zapewniają 100% pewności zrealizowania połączenia. Szacunkowo kilka procent ramek może z jakiegoś powodu nie dotrzeć do adresata. Parametr ten (liczba zagubionych ramek) rośnie wraz z długością przesyłanej ramki oraz prędkością transmisji. Należy zaznaczyć, iż parametr ten dramatycznie wzrasta wraz ze wzrostem poziomu zakłóceń występujących w przestrzeni. W celu minimalizowania wpływu zakłóceń występujących w przestrzeni, urządzenia E-WAVE mogą pracować w jednym z 16 kanałów częstotliwości. Wybór odpowiedniego kanału z reguły umożliwia ominięcie zajętego pasma przez inne pracujące systemy radiowe. W każdej chwili urządzenie E-WAVE może zostać poproszone o zmierzenie poziomu szumu w wybranym kanale. Funkcja ta daje możliwość wyboru najbardziej korzystnego kanału pracy systemu. Dodatkowo w każdej ramce podawana jest wartość siły sygnału, z jaką dotarł on do odbiornika. Trzeba jednak zaznaczyć, iż występujące w środowisku zakłócenia mają często charakter chwilowy, przypadkowy. Są generowane przez różnego rodzaju urządzenia elektryczne oraz ze względu na wymogi korzystania z wolnego pasma częstotliwości (zabronione jest ciągłe nadawanie sygnału), zakłócenia pochodzące od innych urządzeń radiowych również powinny mieć naturę chwilową, przypadkową. Tak, więc wprowadzony mechanizm szacowania zdolności kanału do poprawnej pracy nie zawsze musi w stu procentach zostać potwierdzony w rzeczywistych warunkach.

W standardzie zostały wprowadzone dwa adresy rozgłoszeniowe, na które udzielają odpowiedzi wszystkie urządzenia. Mechanizm ten daje możliwość zidentyfikowania urządzeń o nieznanych adresach znajdujących się w zasięgu systemu. Z jednym z adresów rozgłoszeniowych skojarzona została funkcja odpowiedzi tylko przez te urządzenia, do których w ostatnim czasie nie została skierowana konkretnie zaadresowana ramka. Tak wiec, na ten adres odpowiadają wyłącznie urządzenia, które w ostatnim czasie nie zostały odpytane przez MASTERA, a więc najprawdopodobniej ich obecność była nieznana.

Z uwagi na możliwość wprowadzania modyfikacji w opisanym standardzie, które mogłyby w szczególności wprowadzać niezgodność z aktualnie przyjętym rozwiązaniem. W ramkach przesyłana jest informacja o typie standardu E-WAVE. Urządzenia odpowiadają wyłącznie na ramki nadane w znanym i akceptowanym przez nie numerem wersji standardu.

System radiowy - bezprzewodowe termometry Rysunek przedstawia w sposób poglądowy, realizację systemu łączności radiowej z bezprzewodowymi termometrami z higrometrem. Użytkownik ma kilka możliwości realizacji systemu. Może to być układ z odbiornikiem-komunikatorem LB-526 podłączonym bezpośrednio do komputera przez port USB, bądź przy wykorzystaniu koncentratora LB-487, który poprzez możliwość podłączenia do sieci LAN, udostępnia dane w sieci komputerowej. Koncentrator LB-487 może być również jak LB-526 podłączony bezpośrednio do komputera za pośrednictwem portów USB lub RS-232. Przedstawiono również przypadek łączności z wykorzystaniem „przekaźnika”.

Inne termometry z higrometrem

Zachęcamy do zapoznania się z pełną ofertą naszych czujników i rejestratorów, do których należy wiele modeli termometrów z higrometrem. Każdy pojedyńczy termometr z higrometrem może posiadać indywidualne świadectwo wzorcowania.