ПОРІВНЯННЯ МОЖЛИВИХ ПІДХОДІВ ЩОДО РОЗРОБКИ НИЗЬКОБЮДЖЕТНИХ АНАЛІЗАТОРІВ СПЕКТРУ ДЛЯ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖ ДІАПАЗОНУ 2,4–2,5 ГГЦ

Ключові слова: аналіз спектру, безпроводова мережа, трансивер, ISM-діапазон

Анотація

В статті приведені розробка, реалізація і дослідження роботи аналізаторів спектру, які можуть бути використанні у сенсорних мережах і системах інтернету речей. В якості робочого частотного діапазону вибраний ISM — 2,4–2,5 ГГц. На етапі вибору апаратного забезпечення проведений порівняльний аналіз існуючих доступних мікроконтролерів для аналізу спектру, вибір апаратних інтерфейсів, замовлення необхідних модулів і електричних компонентів, а також вхідних контроль. Підчас розробки реалізовано кілька варіантів аналізаторів спектру на базі мікроконтролера і мікрозбірки TI Chipcon СС2500 з USB-інтерфейсами, а також модулів Cypress CYWUSB6935 з LPT- і USB-інтерфейсами. На етапі розробки проведено розробку друкованої плати, її виготовлення, монтаж компонентів, програмування мікроконтролерів, перевірка роботоздатності збірки, внесення виправлень, під’єднання до персонального комп’ютера і збірка в корпусі. Також проведений аналіз існуючого програмного забезпечення для збору інформації про стан безпроводового ефіру. За результатами порівняльних дослідів різних збірок аналізаторів спектру отримані спектрограми для різних типів сигналів. За цими типовими спектрограмами проведений порівняльний аналіз роботи різних прототипів. Запропоновані підходи до побудови сенсорів на базі аналізаторів спектру дозволяють створювати малопотужні модулі для вбудовування в існуючі безпроводові інформаційні мережі підприємств для запобігання міжканальної інтерференції і забезпечення цілісності передавання даних. В результаті експериментів видно, що не всі існуючі модулі сильно відрізняються за характеристиками, а якість їх роботи напряму пов’язана з типом і якістю антени. В статті приведено принципові електричні схеми, перелік елементів, приклади друкованих плат, програматори, програмне забезпечення і прототипи.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографія автора

Volodymyr Yu. Sokolov, Київський університет імені Бориса Грінченка

старший викладач кафедри інформаційної та кібернетичної безпеки

Посилання

V. M. Astapenya and V. Yu. Sokolov, “Experimental Evaluation of the Shading Effect of Accelerating Lens in Azimuth Plane,” in XI International Conference on Antenna Theory and Techniques (ICATT’2017), May 2017, Kiev, pp. 389–391. DOI: 10.1109/ICATT.2017.7972671.

V. Yu. Sokolov, A. Carlsson and I. Kuzminykh, “Scheme for Dynamic Channel Allocation with Interference Reduction in Wireless Sensor Network,” in IV International Scientific and Practical Conference Problems of Infocommunications. Science and Technology (PIC S&T’2017), Oct. 2017, Kharkov, pp. 564–568. DOI: 10.1109/INFOCOMMST.2017.8246463.

K. Rausher. Osnovy spektral'nogo analiza: Rohde & Schwarz [Basics of Spectral Analysis: Rohde & Schwarz]. Moskow, Goryachaya Liniya-Telekom, 2006, 226 p. (In Russian).

V. Vargauzin, “Radioseti dlya sbora dannykh ot sensorov, monitoringa i upravleniya na osnove standarta IEEE 802.15.4: RFID [Radio networks for data collection from sensors, monitoring and control based on the IEEE 802.15.4 standard: RFID],” Telemul'timedia, no. 6 (34), 2005, pp. 23–27. (In Russian).

Nordic Semiconductor. nRF24L01+ Single Chip 2.4GHz Transceiver. Product Spec. v1.0, 2008, 78 p. Available: https://www.nordicsemi.com/eng/content/download/2726/34069/file/nRF24L01P_Product_

Specification_1_0.pdf [Nov. 12, 2018].

Texas Instruments. CC2500 Low-Cost Low-Power 2.4 GHz RF Transceiver. 2018, 94 p. Available: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cc2500.pdf [Nov. 12, 2018].

Texas Instruments. CC2510Fx/CC2511Fx SWRS055G. Low-Power SoC (System-on-Chip) with MCU, Memory, 2.4 GHz RF Transceiver, and USB Controller. 2018, 245 p. Available: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/cc2511.pdf [Nov. 12, 2018].

Cypress Semiconductor. Cypress Perform CYRF6934. Datasheet. 2011, 28 p.

Cypress Semiconductor. Cypress Perform CYRF6935: Datasheet. 2010, 36 p.

Cypress Semiconductor. Cypress Perform CYRF6936: Datasheet. 2007, 244 p.

Texas Instruments. Wireless connection. 2011, 63 p.

Scott Armitage, “Low-Cost 2.4-GHz Spectrum Analyzer,” Circuit Cellar, issue 189, 2006, pp. 18–22.

Geoff Graham. 2.4 GHz WiFi & ISM Band Scanner [Online]. Available: http://geoffg.net/ISM_Scanner.html [Nov. 12, 2018].


Переглядів анотації: 81
Завантажень PDF: 13
Опубліковано
2018-12-27
Як цитувати
Розділ
Статті