Материал: Пояснительная записка к диплому
Красным графиком на рис.2.7.2 изображено изменение величины управляющего сигнала, зеленым – заданная величина температуры, а синим – текущее значение температуры. Процесс стабилизации достаточно плавный. Нет больших перелетов и недобора температуры. Колебание температуры происходит в пределах 37,38…37,68 , что является отличным результатом.
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
|
|
Дипломный проект |
41 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|||
|
|
2.8 Математический расчет дальности Wi-Fi сигнала
Рассчитаем предварительную дальность связи между маршрутизатором и автоматическим инкубатором.
Инженерная формула расчета потерь в свободном пространстве имеет следующий вид [5, с. 11]:
|
|
|
|
|
|
|
= 33 + 20 ∙ (lg + lg ) |
|
|
|
(2.8.1) |
||||||||
где: – потери в свободном пространстве, дБ; |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
– центральная частота канала, на котором работает система связи, |
||||||||||||||||||
МГц; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– расстояние между двумя точками, км. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
Величину будем вычислять по следующей формуле [5, с. 11]: |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
= дБ − |
|
|
|
|
(2.8.2) |
||||||
где: |
дБ – суммарное усиление системы; |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
– запас по энергетике радиосвязи. Обычно в вычислениях берется |
||||||||||||||||||
равным 10 дБ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Суммарное усиление системы считается по следующей формуле [5, с. |
||||||||||||||||||
12]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
+ |
|
+ |
|
− |
− |
− |
.дБ |
(2.8.3) |
||||||
|
|
дБ |
|
дБмВт |
.дБи |
.дБи |
|
|
.дБмВт |
.дБ |
|
|
|
||||||
где: |
|
|
– мощность передатчика; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
дБмВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– коэффициент усиления передающей антенны; |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
.дБи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– коэффициент усиления приемной антенны; |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
.дБи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– чувствительность приемника на выбранной скорости; |
||||||||||||||
|
.дБмВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
и |
|
|
.дБ |
– потери |
сигнала |
в |
кабеле и |
разъемах |
передающего |
||||||||
|
.дБ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
приемного тракта. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Преобразовав формулу 2.8.1 относительно , выведем формулу |
||||||||||||||||||
дальности связи [5, с. 12]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
= 10( |
|
− |
33 |
−lg ) |
|
|
|
|
(2.8.4) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
20 |
20 |
|
|
|
|
|||||||
|
Исходные данные для встроенного приемопередатчика ESP32 и |
||||||||||||||||||
маршрутизатора приведены в табл.2.8.1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
|
|
Дипломный проект |
42 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|||
|
|
Таблица 2.8.1 – Исходные данные
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дБмВт |
.дБи |
.дБи |
|
.дБмВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Приемопередатчик |
15,5 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HUAWEI WS5200 |
|
|
1 |
|
1 Мбит/с = - 94 дБмВт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вычислим суммарное усиление в пространстве: |
|
|
|
||||
|
дБ = 15,5 + 3 + 1 + 94 = 113,5 дБ |
|
|||||
|
|
(2.8.5) |
|||||
|
|
||||||
Потери сигнала в свободном пространстве составят: |
|||||||
|
= 113,5 − 10 = 103,5 дБ |
(2.8.6) |
|||||
|
|
|
|
|
|||
Дальность связи:
= 10 |
(103,5−33−lg 2448) |
= 1,37 км = 1368 м |
(2.8.7) |
20 20 |
|
Расчет выполнен для идеальных условий и не предусматривает наличие различных препятствий. При проектировании системы с беспроводным доступом и выбором ее местоположения требуется учитывать влияния различных препятствий на прохождение радиосигнала. Основные виды препятствий приведены в табл.2.8.2.
Таблица 2.8.2 – Потери сигнала Wi-Fi при прохождении препятствий
Препятствие |
Дополнительные |
Эффективный радиус |
|
|
потери, дБ |
действия после |
|
|
|
прохождения |
|
|
|
|
|
Открытое пространство |
0 |
100% |
|
|
|
|
|
Окно без тонировки (отсутствует |
3 |
70% |
|
металлизированное покрытие) |
|||
|
|
||
Окно с тонировкой |
5-8 |
50% |
|
(металлизированное покрытие) |
|||
|
|
||
|
|
|
|
Деревянная стена |
10 |
30% |
|
|
|
|
|
Межкомнатная стена (15 см) |
15-20 |
15% |
|
|
|
|
|
Несущая стена (30 см) |
20-25 |
10% |
|
|
|
|
|
Бетонный пол/потолок |
15-25 |
10-15% |
|
|
|
|
|
Монолитное железобетонное |
20-25 |
10% |
|
перекрытие |
|||
|
|
||
|
|
|
Например, если беспроводной инкубатор разделен с маршрутизатором межкомнатной стеной, то радиус действия Wi-Fi после ее прохождения уменьшится до 15% от высчитанной величины, т.е. до 205 метров.
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
|
|
Дипломный проект |
43 |
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|||
|
|
