|
Основная часть. В настоящее время нами ведутся работы, направленные на разработку системы оптоэлектронного мониторинга смещений земной почвы на основы двух типов датчиков (датчик смещения и влажности). В предыдущих публикациях была обоснована концепция реализации данного метода, а также принцип функционирование системы [9,10].
Оползни или смещения почв некоторых случаях не происходят спонтанно, но есть признаки наземного движения. В большинстве случаев возникновение оползня происходит из-за потери равновесия массы почвы или из-за изменений одного или нескольких параметров, которые способствуют сохранению устойчивости самой массы. Кроме этого, исследования показывают, что превышение нормы влажности почвы сверх 40-45% также повышает вероятность возникновения оползня. Этот процесс обуславливается связью с водонасыщением тела оползня (атмосферными осадками, подъёмом уровня подземных вод, искусственным переувлажнением грунтов) [11]. Вышеуказанные признаки могут быть фактически преобразованы в систему раннего предупреждения. Учитывая данные особенности и условия вероятности возникновение смещений горной породы, разрабатываемая система контролирует следующие параметры:
- механические перемещения
- относительная влажность грунта.
Кроме этих параметров, система контролирует следующие технологические (внутренние) параметры:
- уровень мощности лазера Tx
- уровень принимаемого сигнала Rx
- рабочая температура разработанного устройства
- уровень заряда аккумулятора.
Устройство состоит из следующих блоков:
- SFP модуль
- ATMEGA 328 P микроконтроллер
- GSM модуль SIM 800L
- Блок питания.
Кроме этих основных блоков, устройство также оснащено другими вспомогательными частями, такими как:
- датчик влажности почвы
- оптоэлектронный датчик
- LED индикатор
- пьезоэлемент
- аккумулятор (3.7 В, 4000 мAч).
Далее приведем описание и технические характеристики каждого модуля.
ATMEGA328P-AU. ATmega это маломощные 8-разрядные микроконтроллеры, разработанные на основе AVR RISC архитектуры. Микроконтроллеры поставляются с прошитым загрузчиком Arduino Duemilanove (boot-loader), и готовы к работе сразу после установки в вашу Arduino-совместимую плату, или в составе самостоятельно разработанного устройства.
Особенности:
Высокая производительность и низкое энергопотребление,
8-разрядный микроконтроллер;
RISC архитектура:
– выполнение 131 мощных команд за один тактовый цикл;
– 32х8 рабочих регистров общего назначения;
– пропускная способность до 20MIPS при частоте 16МГц;
Высокая долговечность сегментов энергонезависимой памяти:
– 32 K байт программируемой флэш-памяти;
– 256/512/512/1Kbytes EEPROM;
– 512/1K/1K/2Kbytes внутренней SRAM;
– циклов записи / стирания: 10,000 Flash/100,000 EEPROM;
– хранение данных 20 лет при 85 °С / 100 лет при 25 °C;
Периферийные особенности:
– два 8-разрядных таймера / счетчика с отдельным предварительным делителем, один режим сравнения;
– один 16-разрядный таймер / счетчик с отдельным предварительным делителем, режим сравнения и захват;
– реальный счетчик времени с отдельным генератором;
– шесть каналов ШИМ;
– 8-канальный АЦП в TQFP и QFN / MLF корпусе;
– 6-канальный АЦП в корпусе PDIP;
– байт-ориентированный двухпроводной последовательный интерфейс (Philips I2C-совместимый);
– программируемый последовательный USART;
– Master / Slave SPI последовательный интерфейс;
– программируемый сторожевой таймер с отдельным встроенным генератором;
– встроенный аналоговый компаратор;
Специальные функции микроконтроллера:
– сброс при включении питания;
– внутренний калиброванный генератор;
– внешние и внутренние источники прерываний;
– шесть режимов сна: холостой ход, ADC шумоподавление, энергосбережение, низкое энергопотребление, в режиме ожидания и расширенный ожидания;
Вводы / выводы:
– 23 программируемых линий ввода / вывода;Рабочие напряжения 1.8V – 5.5V;
Температурный диапазон от -40 °C до 85 °C;
Оценки скорости:
– 0MHz – 4MHz при 1.8V – 5.5V;
– 0MHz – 10MHz при 2.7V – 5.5V;
– 0MHz – 20MHz при 4.5V – 5.5V;
Низкое потребление энергии:– Активный режим: 0.2mA;
– Ждущий режим: 0.1μA;
– Режим экономии энергии: 0.75μA (в том числе 32кГц RTC).
Рис 1. ATmega328. 8-битный микроконтроллер
Do'stlaringiz bilan baham: |
