Reaaliaikainen vieheentarkkailujärjestelmä
Elo, Mikko (2016)
2016
Signaalinkäsittelyn ja tietoliikennetekniikan koulutusohjelma
Tieto- ja sähkötekniikan tiedekunta - Faculty of Computing and Electrical Engineering
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-06-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201605244039
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201605244039
Tiivistelmä
Tässä työssä suunniteltiin reaaliaikaisen vieheentarkkailujärjestelmän prototyyppi. Järjestelmä koostuu siimaan kiinnitettävästä anturista, joka lähettää mittaamansa tiedot ultraäänellä veneessä sijaitsevalle näyttölaitteelle. Mitattaviksi suureiksi valittiin syvyys, lämpötila ja nopeus. Nopeudella tarkoitetaan veden virtausnopeutta anturin ja vieheen suhteen. Lisäksi mitataan anturin litiumioniakun jännitettä.
Työssä tutkitut nopeudenmittaustekniikat perustuvat Pitot-putkeen tai termiseen mittaukseen. Syvyys mitataan hydrostaattisen paineen avulla. Sekä syvyyden että lämpötilan mittaus toteutettiin samalla integroidulla paine- ja lämpötila-anturilla. Akustiseen tiedonsiirtoon käytetään pietsosähköisiä muuntimia.
Nopeusmittausta ei onnistuttu toteuttamaan tutkituilla menetelmillä asetettujen tavoitteiden mukaisesti. Syvyyden, lämpötilan ja akkujännitteen mittausten suhteen tavoitteet kuitenkin saavutettiin hyvin. Toteutetulla järjestelmällä voidaan mitata lämpötilaa välillä 0–51,1 C (resoluutio 0,1 C), syvyyttä välillä 0–102,3 m (resoluutio 0,1 m) ja akkujännitettä välillä 3–4,25 V (resoluutio 50 mV).
Myös tiedonsiirron osalta tavoitteet täyttyivät. Tiedot lähetetään ultraäänellä kerran sekunnissa käyttäen PSK-avainnusta. Näyttölaite demoduloi tiedot ohjelmallisesti toteutetun Costasin silmukan avulla. Käytännön kokeissa suurin osa lähetetyistä paketeista vastaanotettiin onnistuneesti vielä 150 m etäisyydeltä.
Työssä tutkitut nopeudenmittaustekniikat perustuvat Pitot-putkeen tai termiseen mittaukseen. Syvyys mitataan hydrostaattisen paineen avulla. Sekä syvyyden että lämpötilan mittaus toteutettiin samalla integroidulla paine- ja lämpötila-anturilla. Akustiseen tiedonsiirtoon käytetään pietsosähköisiä muuntimia.
Nopeusmittausta ei onnistuttu toteuttamaan tutkituilla menetelmillä asetettujen tavoitteiden mukaisesti. Syvyyden, lämpötilan ja akkujännitteen mittausten suhteen tavoitteet kuitenkin saavutettiin hyvin. Toteutetulla järjestelmällä voidaan mitata lämpötilaa välillä 0–51,1 C (resoluutio 0,1 C), syvyyttä välillä 0–102,3 m (resoluutio 0,1 m) ja akkujännitettä välillä 3–4,25 V (resoluutio 50 mV).
Myös tiedonsiirron osalta tavoitteet täyttyivät. Tiedot lähetetään ultraäänellä kerran sekunnissa käyttäen PSK-avainnusta. Näyttölaite demoduloi tiedot ohjelmallisesti toteutetun Costasin silmukan avulla. Käytännön kokeissa suurin osa lähetetyistä paketeista vastaanotettiin onnistuneesti vielä 150 m etäisyydeltä.