Arquitetura hardware/software de um núcleo NCAP segundo o padrão IEEE 1451.1: uma prova de conceito

Os sensores inteligentes são dispositivos que se diferenciam dos sensores comuns por apresentar capacidade de processamento sobre os dados monitorados. Eles tipicamente são compostos por uma fonte de alimentação, transdutores (sensores e atuadores), memória, processador e transceptor. De acordo com o padrão IEEE 1451 um sensor inteligente pode ser dividido em módulos TIM e NCAP que devem se comunicar através de uma interface padronizada chamada TII. O módulo NCAP é a parte do sensor inteligente que comporta o processador. Portanto, ele é o responsável por atribuir a característica de inteligência ao sensor. Existem várias abordagens que podem ser utilizadas para o desenvolvimento desse módulo, dentre elas se destacam aquelas que utilizam microcontroladores de baixo custo e/ou FPGA. Este trabalho aborda o desenvolvimento de uma arquitetura hardware/software para um módulo NCAP segundo o padrão IEEE 1451.1. A infra-estrutura de hardware é composta por um driver de interface RS-232, uma memória RAM de 512kB, uma interface TII, o processador embarcado NIOS II e um simulador do módulo TIM. Para integração dos componentes de hardware é utilizada ferramenta de integração automática SOPC Builder. A infra-estrutura de software é composta pelo padrão IEEE 1451.1 e pela aplicação especí ca do NCAP que simula o monitoramento de pressão e temperatura em poços de petróleo com o objetivo de detectar vazamento. O módulo proposto é embarcado em uma FPGA e para a sua prototipação é usada a placa DE2 da Altera que contém a FPGA Cyclone II EP2C35F672C6. O processador embarcado NIOS II é utilizado para dar suporte à infra-estrutura de software do NCAP que é desenvolvido na linguagem C e se baseia no padrão IEEE 1451.1. A descrição do comportamento da infra-estrutura de hardware é feita utilizando a linguagem VHDL

Anemômetro ultrassônico baseado em sensor de distância

In this work we propose the development of an ultrasonic anemometer using distance sensors. The wind is an important tool for studying the dynamics of the atmosphere, changes in climate and agricultural crops meteorological variable. Thus it is necessary advances in studies that provide increasingly characterizing the behavior of the wind. Currently there are several types of anemometers to measure wind speed, among which stands out due to the ultrasonic anemometer accuracy in measurements. But this device has a high cost difficult to use. Therefore, we sought to lower the cost of the ultrasonic anemometer, developing an apparatus capable of measuring wind velocity using distance sensors. In this type of anemometer wind speed is measured based on the transit time of the ultrasonic pulse, in this same distance sensors to space technique measures. Here various assemblies seeking the best configuration which could use the distance sensor to measure wind speed were made. Arrangements bulkhead and separate transducers are examples of worked assemblies that will be detailed in chapter 3. With the measures collected (with and without wind) histograms, which show the distribution of records transit time of the sound wave for each case were generated. Two of the studied configurations show favorable results regarding the use of the distance sensor as the wind speed.