Návrh a realizace modulární IQRF komunikační brány s ohledem na nízkou spotřebu elektrické energie

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a realizací prototypu komunikační brány, který je v co největší míře koncipován modulárně. K návrhu bylo přistupováno tak, aby výsledné zařízení bylo co nejvíce energeticky úsporné, a to jak z hardwarového, tak i softwarového hlediska. Navržená komunikační brána umožňuje sběr dat z IQMESH sítě a následně lze tyto data pomocí LTE nebo ethernetu poslat do cloudu. Základní funkcionalita brány je dána firmwarem, ale díky LoRa technologii lze bránu kdykoliv bezdrátově nastavovat a hlásit její provozní stav. Výsledná DPS je navržena jako vývojová deska a lze ji jednoduše vybavit např. WiFi technologií. Jako zdroj elektrické energie byla použita baterie a o její stav a nabíjení se stará navržený modul dobíječe, který obsahuje kompletní management baterie. K dobíjení baterie lze použít jakýkoliv stejnosměrný zdroj a jelikož má obvod dobíječe implementovánu MPPT technologii, lze baterii dobíjet i za pomocí solárního panelu.

This master thesis deal with a design and implementation of gateway prototype, which is largery modular. The design was approached so that the resulting device was energy efficient, both in terms of hardware and software. The designed communication gateway enables data collection from the IQMESH network and then allows this data to be sent to the cloud via LTE or Ethernet. The basic functionality of the gateway is determined by the firmware, but LoRa technology allows update gateway wirelessly at any time and report gateway status. The final PCB is designed as a development board and can be gradually equipped with eg WiFi technology. The battery was used as a source of electric power and condition and charging provides designed charger module, which contains a complete battery management system. You can use any DC source and also solar panel to charge the battery, because charger circuit implements MPPT.