Návrh a realizace monitorovacího systému pro bezpilotní prostředky

Abstract

Tato bakalářská práce se zaměřuje na vytvoření systému pro spolehlivý přenos dat na delší vzdálenosti, zobrazení a uchování dat z avionických systémů leteckého prostředku. Provedl jsem porovnání 433 MHz rádiových modulů pro přenos dat přes UART a také 3G/2G přenos dat přes mobilní síť. Na základě výsledků meření jsem ke stavbě systému použil mikrokontrolér Arduino MKR 1400 společně s několika shieldy a základovou deskou vlastního návrhu. Dále pak Open Source databázi pro sběr dat v čase InfluxDB společně s Telegraf agentem pro příjem UDP packetů z Arduino a předání dat databázi. Databáze a Telegraf agent beží na Raspberry Pi 4 se statickou IP adresou a nainstalovaným operačním systémem Ubuntu Desktop 22.04 64-bit. InfluxDB má integrované vizuální rozhraní pro zobrazení dat v reálném čase a umožňuje data stáhnout pro jejich pozdější zpracování například v prostředí Matlab. Výsledkem práce je kompakní jednotka pro sběr a posílání dat, dále pak základnová stanice RPi 4 pro příjem dat.

My bachelor work focuses on testing and comparing two types of wireless data transmission methods, one utilizing 433 MHz UART transmitters, the other one using 3G/2G module. I am comparing their performance and utilizing the better one for telemetry acquisition, transmission and graphical representation in real time as well as exporting the data for further research. For base station i used Raspberry Pi 4 with Ubuntu Desktop 21.10 64-bit OS running InfluxDB time based database and useragent Telegraf which handles incoming UDP packets for the database. It is possible to show values in real time thanks to integrated InfluxDB Dashboard and export stored values for further research. The system is comprised of flight unit based on Arduino MKR 1400 with several shields, enabling it to store collected data from said shields onto SD card as a backup. Arduino is mounted in motherboard of my own design to provide power and additional features such as sensor expansion headers and bus expansion ports.