1

چهاردهمین اجالس سراسری فناوری رساهن

پایش تجهیزات فنی با استفاده از میکروکامپیوترها

3

مهدی توحیدی اصل: ارائه دهنده اداره کل ساختمان و تاسیسات، برق و انرژی

4

معرفی میکروکامپیوتر و میکرو کنترلر-

میکروکامپیوتر و میکروکنترلر فنی مشخصات -

جانبیاستفاده از سنسورها و بردهای میکروکنترلر و برقراری ارتباط با -

نحوه برنامه نویسی میکروکنترلر-

بررسی یک نمونه واقعی -

هت شروع کارجمعرفی چند محصول -

:فهرست مطالب

5

معرفی میکروکامپیوتر و میکروکنترلر

6

و تعددادی ورودی RAM ،ROM، حافظه CPUمیکروکامپیوتر از یک مدار الکترونیکی با واحدهای

. تشکیل شده استو خروجی

. مددی باشددد خددا قابلیددت برنامدده ریددزی رنهددا بددرای اهدددا میکروکامپیوترهددا مشخصدده مهمتددری

برنامه نوشته شده توسط کاربر را اجرا کرده و براساس منطق برنامده بده تیلیدل و بررسدی میکروکامپیوترها

در حلقدده کنترلددی میتددوان دسددتور قرائددت و دداد مقددادیر ورودی . حلقدده هددای کنترلددی رن مددی پددردازد

همچنی درصورت نیاز به ایجاد تغییرات در سیستم به صورت مکانیزه و هوشمند، . را قرار دادمیکروکامپیوتر

به عندوان ماداح حلقده شدرط . به پایداری بیشتر سیستم دست یابیم (if)میتوان با اضافه کردن حلقه شرط

: می تواند بدی صورت باشد

.((در صورت بروز خطا در ورودی، اتفاق خاصی جهت اصالح و پایداری سیستم در خروجی رخ دهد))

7

تفاوت میکروکامپیوتر و میکروکنترلر

.باشد می رنها حافظه مقدار و پردازش سرعت در میکروکنترلر و میکروکامپیوتر تفاوت بیشتری

وجود خا مصار جهت سرور اندازی راه و عامل سیستم نصب امکان حتی قوی های میکروکامپیوتر در

.دارد

8

Arduino UNOمشخصات فنی میکروکنترلر

9

Raspberry pi 3مشخصات فنی میکروکامپیوتر

10

Arduino UNOتجهیزات میکروکنترلر

11

Raspberry pi 3میکروکامپیوتر تجهیزات

12

برقراری ارتباط با میکروکنترلر

و رنالوگ ورودی پایه های از رن توسط فنی تجهیزات پایش و بیرون دنیای با میکروکنترلر ارتباط برقراری جهت

پی ها ولتاژ . است رنالوگ پی 6 و دیجیتاح پی 14 دارای Arduino UNO میکروکنترلر .می شود استفاده دیجیتاح

.می باشد رمپر میلی 40 حداکار ها پی از یک هر جهت جریان ظرفیت و بوده ولت 5

13

جانبیاستفاده از سنسورها و بردهای

شناخته می شوند جهت افزایش قابلیتهای سخت افدزاری میکروکنترلدر Shieldبه نام میکروکنترلر که بردهای جانبی

ای بردها از طریق کانکتورهای استاندارد بر روی برد اصلی میکروکنترولر نصب شده و با رن به تبدادح . ساخته شده اند

,Data logging, Ethernet, wifi, GSM, LCDهرکددام از بردهدای جدانبی مانندد . اطالعدات مدی پردازندد

Bluetooth همچندی اندواس سنسدورهای مختلد . می توان با توجه به کاربردشان در پروژه استفاده کدرد و غیره را

جهت برقراری ارتباط میکروکنترلر با مییط اطرا همچون سنسورهای دما، رطوبت، دود، حرکت، میدان مغناطیسی و

.غیره جود دارد

14

جانبیاستفاده از سنسورها و بردهای

15

برنامه نویسی میکروکنترلر

جهت برنامه نویسی میکروکنترلدر میددود بده زبدان برنامده نویسدی

تنها نکته مهم تبددیل کددهای برنامده بده زبدان . خاصی نمی باشیم

ماشی جهت استفاده میکروکنترلر از رن می باشد که ای امر توسط

.کامپایلر انجام می شود

16 16

چاپ و رسم منحنی متغییرهای میکروکنترلر

جهت اطمینان از صیت عملکرد میکروکنترلر پس از بارگذاری کدهای میکروکنترلرمتغیرهای و رسم منینی امکان اد

.برنامه توسط کامپایلر وجود دارد

17 17

استفاده از کتابخانه های آماده

مجموعه کدهای رماده برای سهولت کار کتابخانه

برنامه نویس جهت اتصاح به انواس سنسور، صدفیه

به عنوان ماداح، بدا . نمایش، ماژوح و غیره می باشد

در LCDفراخوانی کتابخانه رمداده صدفیه نمدایش

ابتدای برنامه نویسدی، برقدراری ارتبداط بدا صدفیه

.می شودبه صورت خودکار انجام LCDنمایش

18

بررسی یک نمونه واقعی

به همراه سنسور دما و رطوبت را کده در اداره کدل سداختمان و تاسیسدات UPSمانیتورینگ باتری های بررسی پروژه

الزم بذکر است که جهت کمتر شدن کدهای برنامه فقط کدهای مربوط به مانیتورینگ یک عدد باتری . استاجرا شده

.به همراه سنسور دما و رطوبت رورده شده است

پس از عبور از مدار تقسیم مقاومتی جهت کاهش ولتاژ به نسدبت معدی از طریدق UPSدر ای پروژه نمونه سرباتری

همچنی پایه خروجی دیتای سنسور دما و رطوبت جهدت قرائدت بده . ورودی رنالوگ به میکروکنترولر وصل شده است

.استپایه ورودی دیجیتاح میکروکنترولر متصل

19

نحوه اتصال باتری و سنسور دما و رطوبت به میکروکنترلر

20

باتریپروژه مانیتورینگ مراحل کدنویسی

رطوبتکردن کتابخانه های موردنیاز جهت برقراری ارتباط با کارت شبکه و سنسور دما و اضافه -

میکروکنترلر و همچنین سرور دیتابیسشبکه کارت IP, MACانجام تنظیمات -

متغیرهاپین های ورودی و خروجی میکروکنترلر و معرفی -

رطوبتدما و دستور قرائت ولتاژ باتری و سنسورهای -

ثانیه یک بار 5برقراری ارتباط با دیتابیس و ذخیره سازی مقادیر متغیرها هر -

21

نمایی از خروجی برنامه و دیتابیس

ثانیده 5طبق برنامده هدر . پس از کامپایل کردن و بارگذاری کدها بر روی میکروکنترلر نوبت به اجرای برنامه می رسد

یکبار سنسورهای رنالوگ و دیجیتاح شروس به قرائت ولتاژ باتری و همچنی سنسور دما و رطوبت کرده و مقادیر رنها را

همچنی مقادیر متغیرهدا از . کندمنتقل می COMبصورت داده های سریاح جهت اد بر روی رایانه از طریق درگاه

بده گدیه هدا و webطریق کارت شبکه در دیتابیس سرور اصلی ذخیره شده و ای اطالعات توسط ندرم افدزار تیدت

بدیهی است استفاده از ای شیوه منجر به دسترسی . منینی هایی با گرافیک باال و قدرت تیلیل زیاد تبدیل می شوند

.شودمی IPگسترده و رسان کاربران جهت برقراری ارتباط با سامانه کنترح و مانیتورینگ بر بستر

22

نمایش اطالعات ازطریق درگاه سریال

23

MYSQLاطالعات ذخیره شده متغیرها در دیتابیس

24

web browserولتاژ باتری ها در حالت دشارژ از طریق نمایش (مشهود است A4خرابی باتری شماره )

25

web browserمنحنی ولتاژ دشارژ باتری خراب از طریق نمایش

( ولت مشهود است 7/3ولت به 12افت ناگهانی ولتاژ از )

26

گیرینتیجه

که مشاهده شد از میکروکنترلر جهت قرائت، تیلیل و ذخیره سازی پارامترهای مورد نیاز سیستم اسدتفاده همانگونه

با توجده بده اسدتاندارد بدودن . از ای رو می توان از میکروکنترلر با عنوان ماژوح کنترح و مانیتورینگ نام برد. می شود

فرمت انتقاح داده توسط میکروکنترلر و توانای اتصاح به شدبکه و ذخیدره سدازی اطالعدات در باندک هدای داده مانندد

MYSQL می توان از رن جهت مانیتورینگ و کنترح تجهیزات همچون فرستنده، رنت ، باتری، سرور، هوارسان، دیدزح

با توجه به . و غیره استفاده نمود( اینترنت اشیاء) IOT، سیستم های ( مدیریت ساختمان) BMSژنراتور، سیستم های

قابلیت میکروکنترلر در تبادح اطالعات با سامانه های جامع کنترح و مانیتورینگ از طریق برقراری ارتباط با دیتدابیس،

میتوان از میکروکنترلر به عنوان راه حلی رسان و مطمئ جهت یک پار ه سازی سامانه های مانیتورینگ و همچندی

.هوشمند سازی فرایندهای رسانه استفاده کرد

میصولی ملی با دانش فنی داخلی در جهت اجرای سیاسدت هدای اقتصداد مقداومتی، کداهش هزینده هدای ساخت

، استقالح سازمان در امور فنی کنتدرح و مانیتوریندگ و (هزار تومان 60تقریبا ) سازمان با صر هزینه اولیه بسیار کم

.عدم وابستگی از دیگر مزایای استفاده از میکروکنترلر جهت کنترح و مانیتورینگ تجهیزات فنی می باشد

27

معرفی چند محصول جهت شروع کار

ARDUINOمیکروکنترلرهای شرکت -

Raspberry piمیکروکامپیوترهای شرکت -

جهت کنترل و مانیتورینگ میکروکنترلر Easyiotنرم افزار رایگان -

جهت کنترل و مانیتورینگ میکروکنترلر Thingsboardنرم افزار رایگان -

SNMPجهت مانیتورینگ پروتکل PRTGنرم افزار -

Modbusجهت مانیتورینگ پروتکل Labviewنرم افزار -

PLCجهت کنترل و مانیتورینگ Winccنرم افزار -

28

:سپاسگزاری

به ویژه مدیران معاونت توسعه و فناوری رسانه که ما را در این امر همراهی کردند همکارانی از تمام پایان در

.تشکر را داریمکمال و همچنین مدیران اداره کل ساختمان و تاسیسات

...و من اهلل توفیق