W semestrze 22Z zostanie ponownie uruchomiony przedmiot MSTB (Mikrokontrolery w systemach transmisji bezprzewodowej) dla studentów drugiego stopnia.
W ramach przedmiotu omówione zostaną zagadnienia związane z zastosowaniem systemów mikrokontrolerowych w urządzeniach, w których jest wykorzystywana transmisja bezprzewodowa.
Znaczna część wykładu oraz laboratorium zostanie poświęcona praktycznej stronie opracowywania oprogramowania pozwalającego na realizację transmisji radiowej w sieciach IoT.
Grupa przedmiotów: zaawansowane obieralne specjalności TBM, zaawansowane techniczne, podstawowe techniczne
Strona w USOSWEB: Mikrokontrolery w systemach transmisji bezprzewodowej
ECTS: 4
Organizacja przedmiotu: wykład (kolokwia) + laboratorium
Wykład:
środa 18:15-20:00
Laboratoria:
środa 8:15-11:00 lub czwartek 16:15-19
Materiały dla studentów
W ramach wykładu zostaną omówione następujące zagadnienia:
- Podstawowe informacje na temat standardów, modułów radiowych, mikrokontrolerów
- Budowa mikrokontrolerów
- Architektury mikrokontrolerów w układach radiowych
- Mikrokontrolery o ultraniskim poborze energii
- Oprogramowanie mikrokontrolerów (jednowątkowe, systemy czasu rzeczywistego, oprogramowanie sterujące transmisją wieloprotokołową, środowiska IDE)
- Realizacja układów transmisji w sieciach komórkowych
- Realizacja układów transmisji w sieci LoRaWAN
- Układy transmisji w sieci WiFi
- Realizacja układów transmisji w sieci Bluetooth 5.x
W ramach przedmiotu zaplanowane jest pięć ćwiczeń laboratoryjnych:
Oprogramowanie układu nadajnika Bluetooth 5
W trakcie ćwiczenia studenci opracują i przetestują oprogramowanie układu SoC (System on Chip) firmy Nordic Semiconductors realizującego transmisję w standardzie Bluetooth 5. Oprogramowanie będzie działało w systemie operacyjnym RTOS. Zakres badań obejmuje weryfikację transmisji za pomocą aplikacji działającej na smartfonie, określenie poboru energii przez układ.
Realizacja transmisji z użyciem modułów LoRaWAN
W trakcie ćwiczenia studenci połączą układ złożony z modułu uruchomieniowego procesora ARM i modułu radiowego sieci LoRaWAN, a następnie opracują program umożliwiający transmisję z użyciem różnych trybów pracy modułu radiowego. Transmitowane komunikaty będą analizowane za pomocą bramki sieci LoRa. Zakres badań obejmuje również obserwację sygnałów w łączu szeregowym pomiędzy układami , obserwację sygnałów w łączu radiowym – widma i czasu trwania pakietów, określenie poboru energii.
Badanie wpływu oprogramowania na pobór energii układu transmisji radiowej
Zadaniem studentów będzie opracowanie i optymalizacja prostego oprogramowania mikrokontrolera z rodziny MSP430FR sterującego układem radiowym pracującym w paśmie 868 MHz. W trakcie ćwiczenia zostanie zbadany wpływ oprogramowania na pobór prądu przez opracowany układ. Zostaną przetestowane różne tryby pracy mikrokontrolera i układu radiowego.
Badanie układu transmisji wieloprotokółowej
Zadaniem studentów będzie opracowanie oprogramowania umożliwiającego zmianę standardu łącza radiowego (Zigbee, Thread, Bluetooth 5) podczas pracy mikrokontrolera. W programowaniu zostaną wykorzystane funkcje sterownika DMM (Dynamic Multi-protocol Manager). Badania układu będą obejmowały obserwację sygnałów w.cz. nadawanych przez układ oraz obserwację poboru prądu podcza przełączania pomiędzy transmisjami.
Realizacja układu transmisji WLAN
W ramach ćwiczenia zadanie studentów będzie polegało na dołączeniu do układu mikrokontrolera modułu WiFi, oprogramowanie mikrokontrolera i przeprowadzenie testów układu polegających na weryfikacji funkcjonalnej za pomocą programu Wireshark oraz obserwacji poboru prądu przez układ w różnych fazach transmisji. Opracowany układ będzie współpracował ze standardowym ruterem sieci WiFi.