Розроблення апаратного і програмного забезпечення цифрового висотоміра для точної реконструкції події при дорожньо-транспортній пригоді (ДТП): кваліфікаційна робота на здобуття освітнього ступеня «бакалавр» за спеціальністю 126 «Інформаційні системи та технології»

Abstract

У дипломній роботі реалізовано програмно-апаратний комплекс для вимірювання абсолютної та відносної висоти цифровим сенсором BMP180. Система забезпечує зчитування та обробку даних про атмосферний тиск і температуру середовища, а також розрахунок абсолютної та відносної висоти. Пристрій вимірює навколишню температуру, атмосферний тиск, висоту над рівнем моря (альтитуду), відносну висоту (режим висотоміра), контролює зміну тиску та виводить виміряні значення на РК-дисплей. Розроблена система забезпечує конвертацію показників атмосферного тиску з можливістю їх відображення у паскалях (Па), гектопаскалях (гПа) або міліметрах ртутного стовпа (мм рт. ст.), Значення висоти виводиться в метрах. У пристрої передбачено два режими роботи: визначення абсолютної та відносної висоти. На поточний робочий режим вказує відповідна світлодіодна індикація. Крім того, висотомір оснащено інтегрованим меню, яке дозволяє гнучко налаштовувати режими роботи функціонування цифрового альтиметра. Базовим вузлом розробленої системи є мікроконтролер сімейства AVR. До нього під’єднано сенсор тиску BMP180, блок керуючих клавіш та символьний РК-дисплей формату 16x2. У межах дослідження спроєктовано електричну принципову схему приладу та створено її віртуальний аналог у середовищі Proteus VSM. Етап програмно-апаратного налагодження та верифікації функцій альтиметра реалізовано за допомогою Proteus VSM (ISIS). Окрім цього, сформовано логічну схему функціонування цифрового пристрою та написано керуючу програму мовою C в середовищі розробки CodeVisionAVR. The thesis implements a hardware and software complex for measuring absolute and relative altitude using the BMP180 digital sensor. The system provides reading and processing of atmospheric pressure and ambient temperature data, as well as the calculation of absolute and relative altitude. The device measures ambient temperature, atmospheric pressure, altitude above sea level, and relative altitude (altimeter mode); it also monitors pressure changes and displays the measured values on a liquid crystal display (LCD). The developed system provides conversion of atmospheric pressure readings with the ability to display them in pascals (Pa), hectopascals (hPa), or millimeters of mercury (mmHg). Altitude values are displayed in meters. The device features two operating modes: absolute and relative altitude determination. The current operating mode is indicated by the corresponding LED status. Furthermore, the altimeter is equipped with an integrated menu that allows flexible configuration of the digital altimeter’s operating modes. The core node of the developed system is an AVR family microcontroller. A BMP180 digital MEMS pressure sensor, a control keypad block, and a 16x2 character liquid crystal display are connected to it. Within the scope of the study, the schematic electrical diagram of the device was designed, and its virtual counterpart was created in the Proteus VSM computer simulation environment. The stage of hardware-software debugging and verification of the altimeter's functions was implemented using the tools of the Proteus VSM (ISIS) package. In addition, the logical flowchart of the digital device operation was formed, and the control software was written in C language within the CodeVisionAVR integrated development environment (IDE).