طراحی و ساخت بورد کنترلی FPGA برای مانیتورینگ محیطی از طریق پروتکل بلوتوث با واسط کامپیوتری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه شهید مدنی آذربایجان - دانشکده فنی و مهندسی - گروه مهندسی برق

چکیده

در این مقاله، به طراحی و پیاده‌سازی دستگاه مبتنی بر FPGA پرداخته شده است. این دستگاه برای کنترل محیط‌های حساس به دما و رطوبت با کنترل دستگاه‌های رطوبت‌ساز و خنک‌کننده به ازای مقادیر از پیش تعیین‌شده ساخته شده است. کنترل لحظه به لحظه مقادیر رطوبت و دما برای محیط مورد نظر با سنسورهای تعبیه‌شده و صدور دستورات آنی برای کنترل آن‌ها اصل عملکرد این دستگاه می‌باشد. استفاده از امکان ارسال اطلاعات از طریق بلوتوث که از یک پروتکل خاص برای رمزگذاری ارتباط و نیز تشخیص و تصحیح خطا استفاده می‌کند، دستگاه ساخته‌شده را قادر به کار در محیط‌های حساس می‌نماید. دستگاه ساخته‌شده قابلیت برقراری ارتباط با کامپیوتر و ذخیره‌سازی اطلاعات را نیز دارا می‌باشد. برای ارزیابی عملکرد مدار پیشنهادی ابتدا طرح به صورت سیستمی در نرم‌افزار Matlab شبیه‌سازی و سپس در محیط Xilinx ISE در سطح گیت‌های منطقی پیاده‌سازی و درنهایت به صورت عملی بر روی تراشه SPARTAN 3 FPGA پیاده‌سازی و صحت کار سیستم با ارزیابی نتایج حاصل تائید شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design and Fabrication of the FPGA Control Board for Environment Monitoring Based on Bluetooth Protocol with Computer Interface

نویسندگان [English]

  • Arash Sobati
  • Khalil Monfaredi
  • Mousa Yousefi
Department of Electrical and Electronic Engineering, Azarbaijan Shahid Madani University
چکیده [English]

Design and implementation of an FPGA based system is illustrated in this paper. This Device is utilized to control temperature and humidity sensitive environments with the aid of humidifier and fan devices. In situ control of humidity and temperature values by incorporated sensors and sending real time instructions to control these amounts is this device’s principle of operation. The capability of the fabricated device to send data via Bluetooth which meanwhile uses an special protocol to encrypt data transmit as well as incorporated error detection and correction protocol makes the device capable to be utilized in places demand ultrahigh immune approach. The Device is also capable to communicate with the computer and store the obtained information. To evaluate the performance of the proposed circuit the system is first simulated in Matlab and then it is implemented in logical gate level at Xilinx ISE environment and finally is practically implemented by Xilinx SPARTAN 3 FPGA and its performance is evaluated experimentally.

کلیدواژه‌ها [English]

  • FPGA
  • Bluetooth
  • monitoring
  • temperature sensor
  • humidity sensor
  • encoded

مراجع

[1] A. Pawar, “Direct Digital Synthesizer Based on FPGA”, International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering, Vol. 4, Issue 7, pp. 6129-6134, July 2015.
[2] L. Wenxing, and Z. Ye, “The Design of Digital Frequency Synthesizer Based on VHDL”, Journal of Theoretical and Applied Information Technology,. Vol. 48 No.3, pp. 1680-1684, 2013.
[3] B. Laemmle, C. Wagner, H. Knapp, L. Maurer, and R. Weigel. "A 366mW direct digital synthesizer at 15GHz clock frequency in SiGe Bipolar technology." In 2009 IEEE Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, pp. 415-418. IEEE, 2009.
[4] S. Yanbina, G. Jianb, and C. Ningc, “High Precision Digital Frequency Signal Source Based on FPGA”, Physics Procedia vol. 25, pp. 1342 – 1347, 2012.
[5] J. M. P. Langlois and D. Al-Khalili, “Phase to sinusoid amplitude conversion techniques for direct digital frequency synthesis,” in IEE Proc. Circuits Devices Syst., Dec. 2004, pp. 519–528.
[6] B. Laemmle, C. Wagner, H. Knapp, L. Maurer, and R. Weigel, "A 366mW direct digital synthesizer at 15GHz clock frequency in SiGe Bipolar technology," in Radio Frequency Integrated Circuits Symposium, 2009. RFIC 2009. IEEE, 2009, pp. 415-418.
[7] A. D. Gaikwad, G. U. Kharat, S. H. Bodake, “A Review on Design and Implementation of Numerically Controlled Oscillator”, International Journal of Innovative Research in Computer and Communication Engineering, Vol. 4, Issue 4, pp. 5023-5029, April 2016.
[8] X. Geng, X. Yu, F. F. Dai, J. D. Irwin, and R. C. Jaeger, “An 11-bit 8.6 GHz direct digital synthesizer MMIC with 10-bit segmented nonlinear DAC,” in 34th Eur. Solid-State Circuits Conf. (ESSCIRC), Sep. 2008, pp. 362–365.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار