स्थानीय स्वायत्त डेटा संग्रह प्रणाली

कंपनी ने नेक्स्ट टेक्नोलॉजीज द्वारा घरेलू स्तर पर उत्पादित NEKST-M मॉनिटरिंग पोस्ट खरीदे। पम्पिंग इकाइयों के संचालन का दृश्य सुनिश्चित करने के लिए,
आग और सुरक्षा अलार्म, स्टार्टर्स पर वोल्टेज की उपस्थिति, कमरे का तापमान, आपातकालीन जल स्तर। NEKST-M का दिल एटीएमईजीए 1280 है और यह तथ्य विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए अपनी खुद की किट बनाने की संभावना के संदर्भ में उत्साहजनक है।

कम से कम समय में और न्यूनतम लागत पर विशिष्ट आवश्यकताओं के लिए एक पूरी तरह से स्वायत्त स्थानीय प्रेषण प्रणाली बनाने का कार्य निर्धारित किया गया था। आधार एक माइक्रोकंट्रोलर है। विकास, विनिर्माण, कर्मचारियों द्वारा स्वयं बनाया गया।

सिस्टम को रेडियो फ़्रीक्वेंसी संसाधनों के उपयोग के लिए सेलुलर नेटवर्क, सर्वर, इंटरनेट और लाइसेंसिंग प्रणाली पर निर्भरता के बिना काम करना चाहिए, निगरानी और नियंत्रण प्रणाली के संचालन में कंप्यूटर का उपयोग नहीं करना चाहिए या, अधिक से अधिक, समय-समय पर लैपटॉप का उपयोग करना चाहिए, बिना पहुंच के। लंबे समय तक वस्तुएं (6-9 महीने)। नेटवर्क कॉन्फ़िगरेशन में एक रेडियल संरचना होती है। डेटा को एक बिंदु पर एकत्र किया जाता है और फिर नियमित संचार चैनलों के माध्यम से या हार्ड कॉपी के रूप में प्रसंस्करण के लिए भेजा जाता है।

सिस्टम को यह प्रदान करना होगा:

• पम्पिंग इकाइयों के संचालन की निगरानी करना
• तकनीकी स्वचालन
• आपातकालीन स्थितियों के परिणामों से सुरक्षा
• आपातकालीन संकेतन
• संचालन समय की गणना
• खपत की गई बिजली की मात्रा की गणना
• उपकरण तापमान नियंत्रण
• सुरक्षा और अग्नि अलार्म
• सूचना की आवधिक दूरस्थ रिकॉर्डिंग
• अज्ञात भविष्य की आवश्यकताएँ

कार्य की स्थिति:

• कवरेज क्षेत्र 1 वर्ग कि.मी.
• वस्तुओं के बीच सीधी दृश्यता
• तापमान +50 से -50 C तक
• आर्द्रता 100% तक
• जैविक रूप से सक्रिय जमा (फफूंद, सल्फेट कम करने वाले बैक्टीरिया)
• GOST ISO 1-2-10816 के अनुसार कक्षा 1-97 की मशीनों का कंपन, अब और नहीं
• विद्युतचुंबकीय वातावरण - केटी 6053 संपर्ककर्ताओं के साथ विद्युत मोटरों का स्विचिंग, आरवीएस-डीएन सॉफ्ट स्टार्ट उपकरण, सीमेंस माइक्रोमास्टर पीआईडी ​​​​नियंत्रण उपकरण, इन उपकरणों की आवश्यकताओं के अनुसार आईएसएम और जीएसएम रेंज में विकिरण, साइट पर मैनुअल आर्क वेल्डिंग
• अत्यधिक नेटवर्क वोल्टेज, बिजली आपूर्ति में अल्पकालिक रुकावट, बिजली का ओवरवॉल्टेज, 6-10 केवी वितरण नेटवर्क में ओवरहेड लाइन तार टूटने पर चरण असंतुलन।

ऐसी कठोर आवश्यकताओं के बावजूद, समस्या को चरण दर चरण हल करते समय कार्यान्वयन काफी सरल है।

सब कुछ ध्यान में रखते हुए, "Arduino Nano 3.0" बोर्ड योजना का "दिमाग" बन गया। रोबोटडीन बोर्ड में एक एटीएमईजीए 328 नियंत्रक है, जो आवश्यक 3,3V वोल्टेज स्टेबलाइज़र है
वर्तमान 800 mA और CH340G UART-USB में कनवर्टर।

सबसे पहले, परिचालन घंटे काउंटरों को सबसे अद्यतित काउंटरों के रूप में बनाया गया था। ट्रांसफार्मर रहित बिजली आपूर्ति सर्किट के साथ पीआईसी पर पहले इस्तेमाल किए गए औद्योगिक मीटर संचालन के एक वर्ष के भीतर वोल्टेज वृद्धि के कारण विफल हो गए। केवल घरेलू 5V बिजली आपूर्ति का उपयोग करके जुड़े लोग बरकरार रहे। कनेक्शन की स्थापना और बहुमुखी प्रतिभा में तेजी लाने के लिए, इकाइयों की स्थिति के बारे में एक संकेत स्विचिंग उपकरणों के टर्मिनलों से लिया जाता है, अर्थात। 1V की तीन-चरण बिजली आपूर्ति के साथ प्रथम चरण वोल्टेज की उपस्थिति का पंजीकरण। नियंत्रक के साथ समन्वय करने के लिए, 380V वाइंडिंग या एक एलईडी और एक GL220 फोटोरेसिस्टर या एक PC5516 ऑप्टोकॉप्लर से बना ऑप्टोकॉप्लर के साथ एक मध्यवर्ती रिले का उपयोग किया जाता है। सभी विकल्पों का परीक्षण किया गया. मेगाहोमीटर के साथ सर्किट के आकस्मिक परीक्षण के दौरान सुरक्षा के लिए श्रृंखला में जुड़े 817V के वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किए गए दो SVV22 कैपेसिटर का उपयोग करके एलईडी को वर्तमान सीमा के साथ एक सुधारित वोल्टेज द्वारा संचालित किया जाता है।
ST7735S एलसीडी स्क्रीन का उपयोग करके ऑपरेटिंग समय रीडिंग पढ़ना, 01 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर E01-ML05DP2,4 मॉड्यूल का उपयोग करके रेडियो के माध्यम से वास्तविक समय डेटा ट्रांसमिशन। इस डिवाइस में nRF24L01+ चिप और RFX2401C ट्रांसमिट/रिसीव एम्पलीफायर शामिल है,
100 मेगावाट तक उत्पादन शक्ति। ऑनलाइन कैलकुलेटर में वांछित सीमा के लिए डिज़ाइन किए गए पेचदार एंटेना сайта. ऐन्टेना प्रकार का चुनाव आस-पास की धातु संरचनाओं से एकल परावर्तित तरंगों के स्वागत को छोड़कर निर्धारित किया जाता है। एंटीना के हिस्से 3डी प्रिंटर पर मुद्रित होते हैं। काउंटरों की वर्तमान स्थिति नियंत्रक के EEPROM में ही संग्रहीत की जाती है और अप्रत्याशित बिजली आउटेज की स्थिति में इसे बहाल किया जाता है। गिनती के लिए समय अंतराल आरटीसी चिप डीएस3231 द्वारा बैकअप बैटरी वाले मॉड्यूल के रूप में प्रदान किया जाता है। बिजली आपूर्ति 3 मॉड्यूल का उपयोग करती है, वास्तविक पल्स स्रोत 220/5V HLK-PM01 600mA, 1-5V से 5V तक एक कनवर्टर HW-553 и 03962 - बैटरी नियंत्रक के साथ योजना शॉर्ट सर्किट, ओवरडिस्चार्ज और ओवरचार्ज से सुरक्षा। सभी घटक Aliexpress वेबसाइट पर खरीदे गए थे।

ब्रेड बोर्ड
4-चैनल काउंटर. मुड़ जोड़ी संचार लाइन पर हस्तक्षेप से बचाने के लिए इनपुट पर एलसी फिल्टर हैं। नियंत्रण वस्तुओं की स्थिति पर डेटा लगातार प्रति सेकंड एक बार पढ़ा जाता है और एलसीडी पर रंग में प्रदर्शित किया जाता है। रीडिंग को हर 1 सेकंड में गैर-वाष्पशील मेमोरी में अद्यतन और रिकॉर्ड किया जाता है। 36 सेकंड एक घंटे का 36/1 है, यह वह प्रारूप है जिसमें डेटा की आवश्यकता होती है। हर 100 सेकंड. प्रत्येक नियंत्रण इकाई के संचालन के सेकंड की संख्या के बारे में जानकारी प्रसारित की जाती है। निर्माता के अनुसार, EEPROM मेमोरी में सीमित संख्या में लिखने-मिटाने के चक्र होते हैं, 12 बार। सबसे खराब विकल्प तब होता है जब कम से कम एक सेल लगातार अपडेट किया जा रहा हो। पहले काउंटर का वॉल्यूम 100000 बाइट्स है, यह एक लंबे प्रारूप वाला नंबर है, 1 काउंटर हैं, एक रिकॉर्ड में कुल 4 बाइट्स होते हैं। चिप की मेमोरी की लंबाई 4 बाइट्स है; 16 काउंटरों की 1024 प्रविष्टियों के बाद, रिकॉर्डिंग फिर से शुरू हो जाएगी। EEPROM लाइब्रेरी में, EEPROM.put विधि नहीं लिखती है; यदि सेल का मान और लिखी जा रही जानकारी मेल खाती है, तो कोशिकाओं का कोई क्षरण नहीं होगा। परिणामस्वरूप, गारंटीकृत मेमोरी परिचालन समय 64 वर्ष से अधिक होगा। संभावित लेकिन गारंटी रहित कार्य का समय बहुत अधिक हो सकता है।

सर्किट आरेख
Arduino IDE में प्रोग्राम//12 बाइट्स (328%)

#शामिल करना // कोर ग्राफिक्स लाइब्रेरी
#शामिल करना // हार्डवेयर-विशिष्ट लाइब्रेरी
#शामिल करना
#शामिल करना
#शामिल
#शामिल करना
#शामिल करना
आरएफ24 रेडियो(9); // RF10 लाइब्रेरी के साथ काम करने के लिए रेडियो ऑब्जेक्ट,
// और पिन नंबर nRF24L01+ (CE, CSN)
#शामिल
डीएस3231 आरटीसी(एसडीए, एससीएल);
समय टी;

//#टीएफटी_सीएस 10 परिभाषित करें
#परिभाषित टीएफटी_सीएस 8
#define TFT_RST -1 // आप इसे Arduino रीसेट से भी कनेक्ट कर सकते हैं
// किस स्थिति में, इस #define पिन को -1 पर सेट करें!
//#define TFT_DC 9 // DC=RS=A0 - कमांड या डेटा रजिस्टर का चयन करने के लिए पदनाम विकल्प।
#परिभाषित टीएफटी_डीसी 3

Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_RST);

// विकल्प 2: किसी भी पिन का उपयोग करें लेकिन थोड़ा धीमा!
#टीएफटी_एससीएलके 13 को परिभाषित करें // इन्हें अपनी पसंद के अनुसार पिन के रूप में सेट करें!
#टीएफटी_एमओएसआई 11 को परिभाषित करें // इन्हें अपनी पसंद के अनुसार पिन के रूप में सेट करें!
//Adafruit_ST7735 tft = Adafruit_ST7735(TFT_CS, TFT_DC, TFT_MOSI, TFT_SCLK, TFT_RST);
#शामिल करना

बाइट शिफ्ट = 52;
बाइट पिनस्टेट;
अहस्ताक्षरित लंबा पंप[4];// 4 सेकंड काउंटर मानों के साथ सरणी
फ्लोट एम = 3600.0;
अहस्ताक्षरित पूर्णांक पता = 0;
int rc;// काउंटरों के लिए चर
अहस्ताक्षरित दीर्घ सारांश = 0;
अहस्ताक्षरित लंबा समसेक = 0;
बाइट मैं = 0;
बाइट के = 34;
अहस्ताक्षरित int z = 0;
बाइट बी = B00000001;
बाइट पमरकाउंटर[4]; // ऑब्जेक्ट स्थिति संग्रहीत करने के लिए सरणी, 1 - बंद, 0 - चालू।
पूर्णांक प्रारंभ = 0; //

व्यर्थ व्यवस्था () {

rtc.begin();
रेडियो.शुरू(); // कार्य प्रारंभ करें nRF24L01+
रेडियो.सेटचैनल(120); // डेटा चैनल (0 से 127 तक)।
Radio.setDataRate(RF24_250KBPS); // डेटा ट्रांसफर दर (RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS)।
Radio.setPALevel(RF24_PA_MAX); // ट्रांसमीटर पावर (RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm,
// RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm)
Radio.openWritingPipe(0xAABBCCDD11LL); // डेटा ट्रांसफर के लिए एक पहचानकर्ता के साथ एक पाइप खोलें

// समय निर्धारित करने के लिए, आवश्यक पंक्तियों को अनटिप्पणी करें
//rtc.setDOW(1); // सप्ताह का दिन
//rtc.setTime(21, 20, 0); // समय, 24 घंटे के प्रारूप में।
//rtc.setDate(29, 10, 2018); //दिनांक, 29 अक्टूबर 2018

tft.initR(INITR_BLACKTAB); // ST7735S चिप, ब्लैक टैब प्रारंभ करें
// यदि आप 1.44" टीएफटी का उपयोग कर रहे हैं तो इस इनिशियलाइज़र का उपयोग करें (टिप्पणी हटाएं)।
//tft.initR(INITR_144GREENTAB); // एक ST7735S चिप, RED rcB टैब आरंभ करें
tft.setTextWrap(झूठा); // टेक्स्ट को दाएँ किनारे से चलने दें
tft.setRotation(2); // ब्लैक पीसीबी और रेड tft.setRotation(0) के लिए या नहीं।
tft.fillScreen(ST7735_BLACK); // साफ़ स्क्रीन

डीडीआरडी = डीडीआरडी | B00000000;
पोर्ट = पोर्ट | बी11110000; // सॉफ्टवेयर कसने का काम चल रहा है, उच्च स्तर -
// नियंत्रित ऑब्जेक्ट "काम नहीं करते", "4" सभी 1 वरिष्ठ पोर्ट डी पर लिखा गया है, कोई गिनती नहीं होती है।

(आरसी = 0; आरसी <4; आरसी++) के लिए
{
tft.setCursor (3, आरसी * 10 + शिफ्ट); // नियंत्रण वस्तुओं की स्थिति संख्या प्रदर्शित करना
tft.print(rc + 1);
}

tft.setCursor(12, 0); // टेक्स्ट की 3 पंक्तियाँ आउटपुट करें
tft.println('डेवलपर्स और निर्माण'); // अपने प्रियजनों की प्रशंसा करना
tft.setCursor(24, 10); // या दुष्ट कॉपीराइट
tft.print('डेवलपर एमएम');
tft.setCursor(28, 20);
tft.print('बिल्ड-ईआर डीडी');

//डेटा पुनर्प्राप्ति////////////////////////////////////////////// ///////////

( z = 0; z < 1023; z += 16 ) के लिए {// उद्योग की सभी कोशिकाओं के माध्यम से पुनरावृत्त होता है
//और 4 पंप वेरिएबल्स की एक सरणी में लिखता है, प्रत्येक काउंटर के लिए 4 बाइट्स, क्योंकि
// अहस्ताक्षरित लंबा चर। 4 काउंटर हैं, सभी 4 का एक रिकॉर्ड 16 बाइट्स लेता है।
EEPROM.get(z, पंप[0]); // तो, फॉर लूप के बिना, कम वॉल्यूम
EEPROM.get(z+4, पंप[1]);
EEPROM.get(z+8, पंप[2]);
EEPROM.get(z+12, पंप[3]);

// 4 काउंटरों के योग के लिए एक नया अगला मान निर्दिष्ट करना
समप्रिम = (पंप [0] + पंप [1] + पंप [2] + पंप [3]);

// समप्रिम वेरिएबल में 4 काउंटरों के योग के नए मान की तुलना वेरिएबल में पिछले मान से करता है
// sumsec और यदि पिछला योग नए योग से कम या उसके बराबर है, तो नया बड़ा या बराबर सौंपा गया है
// समसेक मान।

यदि ( समसेक <= समप्रिम ) {
समसेक = समप्रिम; //

//और वर्तमान मान z को पता चर को सौंपा गया है, z 16 मानों के 4-बाइट ब्लॉक की शुरुआत का पता है
// काउंटर एक ही समय में रिकॉर्ड किए जाते हैं (चूंकि किसी पोर्ट पर मतदान करते समय, इसके सभी 8 बिट एक साथ लिखे जाते हैं,
// पोर्ट डी के हमारे आवश्यक उच्च 4 बिट्स सहित)।
पता = z;
}
}

// 16 रिकॉर्ड किए गए काउंटर मानों के 4 बाइट्स के ब्लॉक की शुरुआत के पते पर एक बार फिर से ईप्रोम मेमोरी तक पहुंच
// अंतिम, यानी फ़्रीज़िंग के कारण बंद होने या रीबूट होने से पहले मान। नवीनतम रिकॉर्डिंग
// 4 वैरिएबल पंप की एक सरणी में मानों को काउंटर करें।

EEPROM.get(पता, पंप[0]);
EEPROM.get(पता +4, पंप[1]);
EEPROM.get(पता +8, पंप[2]);
EEPROM.get(पता +12, पंप[3]);

पता +=16; // पिछले रिकॉर्ड के डेटा को ओवरराइट किए बिना अगले ब्लॉक को लिखने के लिए पता बढ़ाना

//डेटा पुनर्प्राप्ति का अंत /////////////////////////////////////////// //////////////////

अटैचइंटरप्ट (0, गिनती, राइजिंग); // पिन डी2, इंटरप्ट सक्षम करें, हर सेकंड आएं
// SQW आउटपुट से RTC DS3231 से दालें

wdt_enable(WDTO_8S); // वॉचडॉग टाइमर शुरू करें, ठंड, समय, के मामले में नियंत्रक को रीबूट करें
// जिसके लिए आपको टाइमर रीसेट कमांड wdt_reset जारी करना होगा (और सामान्य ऑपरेशन के दौरान रीबूट करने से बचें - 8 सेकंड।
// परीक्षणों के लिए मान को 8 सेकंड से कम पर सेट करने की अनुशंसा नहीं की जाती है। इस मामले में, टाइमर को अधिमानतः रीसेट किया जाता है
// झटका लगना, और यह हर सेकंड होता है।

}

शून्य लूप () {
// खाली चक्र, यहां विद्युत मोटर के खुले चरण के संचालन पर नियंत्रण होगा
}

शून्य गिनती() {

tft.setTextColor(ST7735_WHITE); // फ़ॉन्ट रंग सेट करें
टी = rtc.getTime(); // समय पढ़ें
tft.setCursor(5, 120); // कर्सर की स्थिति निर्धारित करना
tft.fillRect(5, 120, 50, 7, ST7735_BLACK); // समय आउटपुट क्षेत्र को साफ़ करना
tft.print(rtc.getTimeStr()); // आउटपुट क्लॉक रीडिंग

wdt_reset(); // हर चक्र यानी दूसरे चक्र में वॉचडॉग को रीसेट करें

(rc = 0; rc < 4; rc++) के लिए // इनपुट स्थिति के अनुपालन की जांच के लिए चक्र की शुरुआत
// पोर्ट डी बिट्स की पिछली पढ़ी गई स्थिति में पोर्ट बिट्स
{
पिनस्टेट = (पिन> 4) और (बी << आरसी);

यदि (pumrcounter [rc] != PinState) {// और यदि मेल नहीं खाता है, तो
पमरकाउंटर[आरसी] = पिनस्टेट; // पोर्ट बिट स्टेटस वेरिएबल को एक नया मान 1/0 निर्दिष्ट करना
}
// रंग नियंत्रण वस्तुओं की स्थिति का संकेत
// नीला मौजूदा स्क्रीन (या लाइब्रेरी?) की एक छोटी सी गड़बड़ी है, आरजीबी और बीजीआर मिश्रित हैं।
यदि (पिनस्टेट == (बी << आरसी )) {
tft.fillRect(15, ((rc * 10 + शिफ्ट)), 7, 7, ST7735_BLUE); // निम्न स्तर की गिनती के लिए हरे से नीला बदलें
और} {
tft.fillRect(15, ((rc * 10 + शिफ्ट)), 7, 7, ST7735_GREEN); // निम्न स्तर की गिनती के लिए नीले से हरे रंग को बदलें
पंप [आरसी] += 1; // ऑपरेटिंग टाइम काउंटर में 1 सेकंड जोड़ें
}
}

के++;
यदि (k == 36) {
k = 0;

tft.fillRect(30, शिफ्ट, 97, 40, ST7735_BLACK); // ऑपरेटिंग समय प्रदर्शन क्षेत्र को साफ़ करना
tft.fillRect(60, 120, 73, 7, ST7735_BLACK); // और तारीखें

tft.setCursor(60, 120); // कर्सर की स्थिति निर्धारित करना
tft.print(rtc.getDateStr()); // एलसीडी स्क्रीन पर तारीख प्रदर्शित करें

(आरसी = 0; आरसी <4; आरसी ++) के लिए // आउटपुट ऑपरेटिंग घंटे पूरे, दसवें और
{
tft.setCursor (30, आरसी * 10 + शिफ्ट); // स्क्रीन 10 पिक्सेल नीचे शिफ्ट होने पर एक घंटे का सौवां हिस्सा
tft.println(पंप [आरसी] / एम);
}

// EEPROM में "कच्चे" परिचालन घंटे मान (सेकंड में) लिखना /////////////////////////////////////////////////////////////

(आरसी = 0; आरसी <4; आरसी++) के लिए
{
EEPROM.put(पता, पंप [आरसी]);
पता += आकार(फ्लोट); // राइट एड्रेस वेरिएबल बढ़ाएँ
}
}

// डेटा से रेडियो चैनल पर डेटा भेजें, यह दर्शाता है कि कितने बाइट्स भेजे जाने चाहिए।
यदि ((k == 6 ) || (k == 18 ) || (k == 30 )) {

अहस्ताक्षरित लंबा डेटा;

Radio.write(&start, sizeof(start));

(i = 0; i < 4; i++) के लिए {
डेटा = पंप [i];
Radio.write(&data, sizeof(data));
}
}
}

अंत में कुछ नोट्स। इनपुट पर गिनती निम्न तार्किक स्तर पर होती है।

फोटोरेसिस्टर्स GL2 वाले विकल्प के लिए पुल-अप प्रतिरोध R5-R36 5516 kOhm हैं। फोटोट्रांजिस्टर ऑप्टोकॉप्लर और रिले के मामले में, 4,7-5,1 kOhm पर सेट करें। वॉचडॉग टाइमर के सही संचालन के लिए TL3.0A प्रोग्रामर का उपयोग करके Arduino Nano v866 बूटलोडर को Arduino Uno से बदल दिया गया था। फ़्यूज़ को 4,3 V से ऊपर के वोल्टेज पर संचालित करने के लिए सही किया गया है। बाहरी रीसेट सर्किट R6 C3 का उपयोग नहीं किया गया था। नमूना कार्यक्रम में, ट्रांसमीटर आवृत्ति बिना लाइसेंस वाली रेंज के अनुरूप नहीं है; 2,4 मेगाहर्ट्ज रेंज 2400.0-2483.5 मेगाहर्ट्ज आवृत्तियों तक सीमित है।

E01-ML01DP05 ट्रांसमीटर की रेंज 2400-2525 मेगाहर्ट्ज है। एक चैनल की बैंडविड्थ 1 मेगाहर्ट्ज है, जब गति को "RF24_2MBPS" के रूप में सेट किया जाता है, तो निर्दिष्ट रेडियो.सेटचैनल(120) चैनल और अगले चैनल पर कब्जा कर लिया जाएगा, अर्थात। बैंड 2 मेगाहर्ट्ज होगा।

स्रोत: www.habr.com