طراحي و ساخت بورد كنترلي FPGA براي مانيتورينگ محيطي از طريق پروتكل بلوتوث با واسط كامپيوتري

Design and Fabrication of the FPGA Control Board for Environment Monitoring Based on Bluetooth Protocol with Computer Interface

در اين مقاله، به طراحي و پياده‌سازي دستگاه مبتني بر FPGA پرداخته شده است. اين دستگاه براي كنترل محيط‌هاي حساس به دما و رطوبت با كنترل دستگاه‌هاي رطوبت‌ساز و خنك‌كننده به ازاي مقادير از پيش تعيين‌شده ساخته شده است. كنترل لحظه به لحظه مقادير رطوبت و دما براي محيط مورد نظر با سنسورهاي تعبيه‌شده و صدور دستورات آني براي كنترل آن‌ها اصل عملكرد اين دستگاه مي‌باشد. استفاده از امكان ارسال اطلاعات از طريق بلوتوث كه از يك پروتكل خاص براي رمزگذاري ارتباط و نيز تشخيص و تصحيح خطا استفاده مي‌كند، دستگاه ساخته‌شده را قادر به كار در محيط‌هاي حساس مي‌نمايد. دستگاه ساخته‌شده قابليت برقراري ارتباط با كامپيوتر و ذخيره‌سازي اطلاعات را نيز دارا مي‌باشد. براي ارزيابي عملكرد مدار پيشنهادي ابتدا طرح به صورت سيستمي در نرم‌افزار Matlab شبيه‌سازي و سپس در محيط Xilinx ISE در سطح گيت‌هاي منطقي پياده‌سازي و درنهايت به صورت عملي بر روي تراشه SPARTAN 3 FPGA پياده‌سازي و صحت كار سيستم با ارزيابي نتايج حاصل تائيد شده است.

Design and implementation of an FPGA based system is illustrated in this paper. This Device is utilized to control temperature and humidity sensitive environments with the aid of humidifier and fan devices. In situ control of humidity and temperature values by incorporated sensors and sending real time instructions to control these amounts is this device’s principle of operation. The capability of the fabricated device to send data via Bluetooth which meanwhile uses an special protocol to encrypt data transmit as well as incorporated error detection and correction protocol makes the device capable to be utilized in places demand ultrahigh immune approach. The Device is also capable to communicate with the computer and store the obtained information. To evaluate the performance of the proposed circuit the system is first simulated in Matlab and then it is implemented in logical gate level at Xilinx ISE environment and finally is practically implemented by Xilinx SPARTAN 3 FPGA and its performance is evaluated experimentally.