Trådløs måleverdioverføring Forprosjektrapport H09E06
HØGSKOLEN I ØSTFOLD Ingeniørutdanningen Postboks 1192, Valaskjold Besøk: Tuneveien 20 1705 Sarpsborg Telefon: 69 10 40 00 Telefaks: 69 10 40 02 E-post: post-ir@hiof.no www.hiof.no PROSJEKTRAPPORT Prosjektkategori: Forprosjekt Fritt tilgjengelig Omfang i studiepoeng: 15 Fritt tilgjengelig etter: Fagområde: Hovedprosjekt Tilgjengelig etter avtale X med samarbeidspartner Rapporttittel: Trådløs måleverdioverføring Forfattere: Tor Kristian Haug Avdeling / linje: Elektronikk Utført i samarbeid med: Ispas Dato: 3.april 2009 Antall sider:8 Antall vedlegg: 0 Veileder: Richard Norland (Ispas) Åge Johansen / Even Arntsen (HIOF) Prosjektnummer: H09E06 Kontaktperson hos samarbeidspartner: Richard Norland Ekstrakt: Ispas ønsker å utvikle en enkel løsning for å kunne måle og overføre temperatur, trykk og luftfuktighet. Måledataene skal kunne overføres til en basestasjon trådløst og ha en maksimal rekkevidde på ca 1 km ved fri sikt. Sensorene inkl enhet for trådløs overføring skal være batteribasert med en total funksjonstid på ca 10 minutter. Måledataene skal overføres ca hvert sekund. Enheten skal være liten og må kunne transporteres med en rakett / ballong.
Forord Prosjektet «Trådløs Måleverdioverføring» er en avsluttende bachelor oppgave innen studie rettningen Elektronikk ved Høyskolen i Østfold (HIOF) avd. For Ingeniørfag. (IR) Prosjektoppgaven ble definert igjennom et samarbeid mellom ISPAS AS & Høyskolen i Østfold v/even Arntsen. Oppgaven går ut på å utvikle en løsning for å måle: temperatur, trykk og luftfuktighet for så og overføre måledataene trådløst. Systemet skal være batteribasert og må kunne fungere i rundt 10 minutter. Basestasjonen skal kunne befinne seg ca. 1 Km fra enheten og fortsatt motta måledata. Enheten må tåle en støyt da den skal sendes opp med en ballong / rakett. Prosjektet skal utføres av Tor Kristian Haug. Fungerende veiledere for prosjektet er: Richard Norland fra ISPA AS og Åge Johansen / Even Arntsen fra HIOF. Høyskolen i Østfold, 3.april 2009. Tor Kristian Haug
Innhold: Forside1 1 Forside2 2 Forord 3 Innholdsfortegnelse 4 Organisering 5 ISPAS 6 Produktene 6 Tjenester 6 Bakgrunn for prosjektet 7 Prosjektbeskrivelse 7 Tidsramme 7 Prosjektplan 8
Organisering Prosjektnavn: Trådløs måleverdioverføring Planlagt startdato: 2.4.2009 Oppdragsgiver: ISPAS AS Oppdragstaker: H09E06 Prosjektdeltaker: quizen Styringsgruppens leder: Tor Kristian Haug Richard Norland, ISPAS Referansegruppe/-personer: Richard Norland, ISPAS Åge Johansen / Even Arntsen, Høgskolen i Østfold
ISPAS ISPAS er i dag ett av de ledende selskapene i Norge som tilbyr kundetilpasset RF utstyr opp til 24 GHz. Deres løsninger er basert på mange års måleteknisk erfaring der ISPAS bl.a har utviklet nye anvendelser av radar for overvåkning av rasutsatte områder. ISPAS måletekniske kompetanse gjør at dem er en attraktiv samarbeidspartner når avanserte RF målinger skal planlegges og gjennomføres. Produktene: Kalibrert radar utstyr Kalibrerte radarmålinger setter spesielle krav til utstyret. ISPAS har mange års erfaring fra utvikling av radarmålesystemer for bruk på både korte og lange avstander. Spesialtilpassede radarer ISPAS har utviklet flere spesialtilpassede radarer for bl.a interferometriske målinger. RF signalgenerator ISPAS har utviklet en fleksibel signalgenerator med styrbar båndbredde og frekvens. Signalene kan benyttes i f.eks. radar, EK, test av ESM ol. og kan generere følgende modulasjoner: FMCW Steppet frekvens Fasekodede Software ISPAS utvikler software for innsamling, signalbehandling og presentasjon av data for bl.a Radar Meteorologiske målinger Oseanografiske data GPS Overvåkning med varlingstjenester TJENESTER Måleteknisk kompetanse ISPAS måletekniske kompetanse er basert på flere års erfaring med utvikling av måleteknisk RF utstyr og planlegging og gjennomføring av målinger både i kammer og utendørs. Målinger i ekkofritt rom Antenne målinger ISPAS har utstyr for å måle antenne diagram mht både fase og amplitude Studier ISPAS gjennomfører studier for bedrifter og institusjoner både nasjonalt og internasjonalt og har bl.a deltatt aktivt i 2 forskningsprosjekter under EUs 6. rammeprogram. Mere informasjon finnes på: www.ispas.no
Bakgrunn for prosjektet Noen ganger kan det være interessant å vite: elektromagnetisk stråling, luftfoktigheten, trykket eller temperaturen litt lengere opp enn der hvor man står på bakkenivå. Det ville da vært genialt å kunne skyte opp en enhet som sender disse verdiene til feks. Der hvor man står. Når man har fått alle måledataene fra enheten, vil man kunne sammenligne forskjellene mellom de forskjellige luft sjiktene, avhengig av hvor høyt enheten blir sendt opp. Et vellykket prosjekt resultat vil kunne vise forskjellene mellom elektromagnetisk stråling, luftfoktigheten, trykket og temperaturen i de forskjellige høydene. Prosjektbeskrivelse første del av prosjektets periode vil gå med til å legge seg opp en del kunnskap om telemetri og hvilke sensorer som lar seg anvende i prosjektet. Videre blir det viktig å komme fram til noe som kan kommunisere med sensorene og sende dataene ned på bakken hvor basestasjonen befinner seg. Vekt og fysiske mål vil hele tiden spille inn da den ferdige enheten skal kunne sendes opp med en ballong / rakett. Enheten som skal sendes opp, kommer til å bli robust bygd for å kunne tåle å lande på bakken igjen. Den endelige utførelsen kan være som følger: Den ferdige enheten blir skytet opp av en rakett eller en slags luftballong. Når enheten når maksimal rekkevidde (ca.1 Km.) begynner den å dale nedover igjen. En fallskjerm blir brukt for å bremse farten på vei ned igjen. Enheten begynner ikke å sende data før den daler ned mot bakken igjen. Når enheten begynner å dale ned mot bakken, sender den måledataene til basestasjonen på bakken hvert sekund. Tidsramme Samle info Utvikle løsning samt uttesting Skrive rapport
Prosjektplan Forprosjekt Mål: Sette seg inn i oppgaven, og definere prosjektets omfang Prosjektbeskrivelse til katalog Beskrivelse av prosjektet som vil vises i Expokatalogen. Innleveringsfrist: 3.april 2009 Innleveringsfrist: 24.april 2009 Midtveisrapport Det foreløpige utkastet til prosjektrapporten, kan leveres inn hvis ønskelig for evaluering. Hjemmeside En hjemmeside opprettes der det foreligger informasjon om prosjektet, dette fungerer som reklame for Expo. opprettes 3.april 2009 og vil bli oppdatert fortløpende frem til proosjektets slutt. Dokumentasjon Alt som vil bli utført i prosjektet blir dokumentert. Pressemelding Det skal skrives en pressemelding som skal legges ut på hjemmesiden. Prosjektrapport Den fullstendige sluttrapporten, som omhandler alle resultater som er blitt kommet frem til i prosjektet. Frist: 2.juni 2009 Innleveringsfrist: 8. Juni 2007 Presentasjon Presentasjon skal utarbeides til fremvisning under Expo. Expo Prosjektet skal stilles ut, og alle grupper skal presentere sitt prosjekt. Levere CD/DVD med prosjektets filer Alle filene fra prosjektprosessen skal brennes på CD/DVD og leveres inn til evaluering. 11-12 juni 2009 Innleveringsfrist: 8. Juni 2007 Prosjektets slutt 12.juni 2009