Langaton tiedonsiirto Bluetooth Low Energyllä kaivosympäristössä
Kangas, Jyrki (2022)
2022
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. Only for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2022-05-19
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202205134853
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202205134853
Tiivistelmä
Maanalainen kaivos on haastava ympäristö komponenteille ja asettaa monenlaisia vaatimuksia niiden kestävyydelle. Kaivosympäristössä komponentit altistuvat korkeille lämpötiloille, kosteudelle ja syövyttäville kaasuille. Lisävaatimuksia aiheuttavat myös koneiden omasta toiminnasta aiheutuva jatkuva tärinä- ja iskurasitus sekä räjäytyksistä aiheutuvat paineiskut, joita komponenttien on kestettävä pitkäaikaisesti. Näiden seurauksena yleisiä vikaantumismuotoja kaivoskoneissa ovat kaapeli- ja liitinvauriot. Korvaamalla fyysiset anturikaapelit langattomalla yhteydellä voitaisiin vähentää kaapeli- ja liitinvaurioista johtuvia tuotantoseisokkeja.
BLE (Bluetooth Low Energy) on Bluetooth Special Interest Groupin kehittämä langaton tiedonsiirtoteknologia, joka eroaa aiemmasta Bluetooth Classicista siten, että Bluetooth Low Energyssä korostuu pieni virrankulutus ja pienet datamäärät. Bluetooth Low Energy on suunniteltu erityisesti langattomiin anturi- ja lähetinsovelluksiin.
Tässä työssä tutkitaan langattoman tiedonsiirron ja erityisesti Bluetooth Low Energyn hyödyntämistä kaivoskoneessa ja -ympäristössä anturikaapeleiden korvaamisessa. Bluetooth Low Energyn soveltuvuutta arvioidaan erilaisten testien ja niiden tulosten perusteella. Työssä käsitellään Bluetooth Low Energyn olennaisia ominaisuuksia sekä perustoimintoja ja niiden soveltamista Silicon Labsin testikorttien valintaan sekä niiden ohjelmoimiseen Simplicity Studio ohjelmointiympäristön avulla testejä varten. Lisäksi käsitellään mittayksiköitä, joilla vertaillaan Bluetooth Low Energy-yhteyden voimakkuutta ja luotettavuutta. Langattoman yhteyden suorituskykyä mitataan saapuvan signaalin voimakkuudella sekä pakettihävikin seuraamisella.
Tulevaisuudessa langaton tiedonsiirto todennäköisesti lisääntyy Internet of Things -käyttökohteiden myötä, jolloin yhä useammat laitteet ovat yhteydessä internetiin ja mahdollistavat laajan tiedonkeruun ja etäkäytön. Internet of Thingsin kehittyessä langaton tiedonsiirto lisääntyy ja voi korvata myös langallista tiedonsiirtoa teollisuuden käyttökohteissa.
BLE (Bluetooth Low Energy) on Bluetooth Special Interest Groupin kehittämä langaton tiedonsiirtoteknologia, joka eroaa aiemmasta Bluetooth Classicista siten, että Bluetooth Low Energyssä korostuu pieni virrankulutus ja pienet datamäärät. Bluetooth Low Energy on suunniteltu erityisesti langattomiin anturi- ja lähetinsovelluksiin.
Tässä työssä tutkitaan langattoman tiedonsiirron ja erityisesti Bluetooth Low Energyn hyödyntämistä kaivoskoneessa ja -ympäristössä anturikaapeleiden korvaamisessa. Bluetooth Low Energyn soveltuvuutta arvioidaan erilaisten testien ja niiden tulosten perusteella. Työssä käsitellään Bluetooth Low Energyn olennaisia ominaisuuksia sekä perustoimintoja ja niiden soveltamista Silicon Labsin testikorttien valintaan sekä niiden ohjelmoimiseen Simplicity Studio ohjelmointiympäristön avulla testejä varten. Lisäksi käsitellään mittayksiköitä, joilla vertaillaan Bluetooth Low Energy-yhteyden voimakkuutta ja luotettavuutta. Langattoman yhteyden suorituskykyä mitataan saapuvan signaalin voimakkuudella sekä pakettihävikin seuraamisella.
Tulevaisuudessa langaton tiedonsiirto todennäköisesti lisääntyy Internet of Things -käyttökohteiden myötä, jolloin yhä useammat laitteet ovat yhteydessä internetiin ja mahdollistavat laajan tiedonkeruun ja etäkäytön. Internet of Thingsin kehittyessä langaton tiedonsiirto lisääntyy ja voi korvata myös langallista tiedonsiirtoa teollisuuden käyttökohteissa.