Cap 1.Introducere 1.1 ITS-caracteristici 1.2 Arhitectura ITS 1.3 Cerinele utilizatorilor 1.4 Sistemul de management al traficului pentru Bucureti UTOPIA 1.5 Exemple de ITS- SAP,SGP, ATIS, ATMS, IMS,CVO 1.6 Concluzii Cap 2. Senzori i traductoare 2.1 Generaliti 2.2 Senzori de trafic 2.2.1 Senzori pe suprafaa drumului 2.2.2 Senzori n pavaj 2.2.3 Senzori montai n lungul drumului Cap 3. Sisteme de achiziii de date (SAD) 3.1 Generaliti 3.2 Structura SAD 3.3 Clasificarea SAD 3.4 Structuri tipice de SAD 3.5 Utilizarea calculatoarelor personale n domeniul achiziiei de date. Conceptul de instrumentaie personal 3.5.1 Structura unui sistem de achiziie de date asistat de calculator 3.5.2 Easy AVR- Tipuri de microcontrolere- ATMEGA 16 Cap 4. Comunicaii 4.1 Radio 4.1.1 AM radio 4.1.2 FM radio 4.1.3 Digital Audio Broadcast (DAB) Cap 5.Avr Studio Cap 6.Proiectarea sistemului-bariera infrarosu

Cap 1.IntroducereSistemele de management ale traficului i transportului public urban sunt acum deja prezente n mai multe metropole din lume, prin introducerea acestora municipalitile respectivelor orae reuind realizarea ctorva deziderate: Fluentizare a trafi cului rutier (n proporie de 10-20%) prin management adaptiv la cererea de trafic Reducerea congestiilor i blocajelor Avertizarea automat a incidentelor Prioritizarea mijloacelor de transport public i vehiculelor de intervenie la semafoare Reducerea polurii i a consumurilor de combustibil Reducerea timpilor de tranzitare a zonelor reelei stradale controlate de sistem etc. Sistemele Inteligente de Transport (ITS), altfel intitulate sisteme telematice pentru transporturi, includ o gam larg de instrumente i servicii derivate de la tehnologiile informaiei i comunicaiilor. Aceste sisteme au potentialul de a furniza beneficii semnificative legate de eficiena operaional, calitatea serviciilor, managementul infrastructurii, i n acelai timp pentru imbuntirea siguranei, reducerea impactului de mediu i serviciilor de informare pentru utilizatori. Sistemele ITS sunt utilizate pentru: - automatizarea managementului traficului; - suportul operaiilor de transport public; - management la cerere; - servicii pentru informarea cltorilor i planificarea cltoriei; - managementul parcului de vehicule i al mrfurilor; - managementul incidentelor i suport pentru servicii de urgene;

- servicii de plat electronic i colectare a taxelor; - tehnologii avansate la bordul vehiculelor.

1.1 ITS-caracteristici Transportul reprezint deplasarea de persoane i mrfuri, dintr-un loc n altul. Termenul "transport" este derivat din cuvintele limbii latine "trans", care are semnificaia "de la / pn la / peste", i "portare" care se traduce prin "a duce / a deplasa".

Termenul de Sistem Inteligent de Transport (ITS Intelligent Transport System) a aprut iniial legat de sistemele telematice din transportul rutier, s-a extins ulterior asupra tuturor modurilor de transport (rutier, feroviar, aerian, fluvial, maritim) ca apoi aria de acoperire a acestui termen s devin i mai extins prin includerea, pe lng sisteme, i a serviciilor.

Sistemele inteligente de transport cuprind o gam larg de comunicaii fr fir i fr linii bazate pe tehnologiile informaiei, controlului i electronicii. Atunci cnd sunt integrate n infrastructura sistemului de transport i chiar n vehicule, aceste tehnologii sprijin monitorizarea i administrarea fluxului traficului, reducerea congestiei, furnizarea de rute alternative cltorilor, mrirea productivitii, salvarea de viei omeneti i economisirea de timp i bani. Sistemele inteligente de transport furnizeaz experilor din domeniul transporturilor instrumente pentru colectarea, analizarea, prelucrarea, comunicarea i arhivarea datelor referitoare la caracteristicile sistemelor de transport. Pentru delimitarea ariei de acoperire a termenului de Sistem Inteligent de Transport este necesar o definire ct mai exact a acestuia. Definiiile legate de ITS sunt diferite, n ceea ce privete sistemul de transport cruia i se adreseaz, dar au n comun att enumerarea tehnologiilor utilizate n dezvoltarea unor astfel de sisteme ct i rezultatele i rolul sistemelor ITS.

Definiii ale sistemelor inteligente de transport: - Seoung Bunn Kim i Jacob Hinchman de la Georgia Institute of Technology: ITS reprezint o gam larg i divers de tehnologii, care aplicat sistemelor actuale de transport poate ajuta la creterea siguranei, reducerea congestiilor de trafic, creterea mobilitii, minimizarea impactului de mediu, reducerea consumului de energie i creterea productivitii economice. Tehnologiile ITS sunt variate i includ: prelucrarea informaiilor, comunicaii, control i electronic. - Directoratul pentru Transport i Energie al Comisiei Uniunii Europene: ITS reprezint rezultatul aplicrii tehnologiilor avansate la sisteme i metode de transport pentru eficientizarea, creterea confortului i siguranei transportului pe cile rutiere, feroviare, navigabile interioare, aeroporturi, porturi i legturilor dintre aceste tipuri de transport diferite. La nivel international, sistemele inteligente de transport (ITS) si aplicatiile acestora au cunoscut o puternica dezvoltare, fiind considerate o solutie pentru problemele cu care se confrunta domeniul transporturilor. Utilitatea aplicatiilor ITS a fost dovedita atat pentru reducerea congestiilor, cresterea sigurantei sau reducerea poluarii, cat si pentru sporirea confortului calatorilor prin oferirea unui numar foarte mare de informatii privind traseul care trebuie parcurs.

1.2 Arhitectura ITS Din definiiile date sistemelor inteligente de transport se poate observa faptul c pentru realizarea funciilor cerute acestor sisteme este necesar integrarea unor sisteme de natur diferit ntr-un sistem unic. Sistemele Inteligente de Transport sunt sisteme integrate, de complexitate ridicat, acest fapt implicnd o abordare specific n proiectarea i dezvoltarea unor astfel de sisteme. Complexitatea Sistemelor Inteligente de Transport genereaz nevoia definirii i realizrii unei Arhitecturi ITS. Complexitatea sistemelor ITS poate fi privit din puncte diferite de vedere:

- sistemele ITS sunt sisteme integrate (i sisteme mari, cu numr mare de sisteme i componente). Astfel nct, sistemul integrat, ca ntreg, trebuie s reprezinte mai mult dect suma elementelor componente; - exist multe relaii de cooperare ntre numeroii participani la astfel de sisteme (prin participant nelegndu-se acea entitate economic, persoan fizic sau juridic, care dorete dezvoltarea de astfel de sisteme autoriti locale, operatori de infrastructur, care efectiv dezvolt sisteme ITS furnizori de componente, furnizori de elemente de infrastructur, care utilizeaz Sistemele Inteligente de Transport cltori, transportatori de marf i care reglementeaz domeniul ITS guverne naionale, Uniunea European); - interese comerciale de natur diferit: servicii publice i servicii comerciale; - existena activitilor multidisciplinare: software, electronic, inginerie de trafic, comunicaii, tehnologia informaiei etc; - implicarea diverilor productori/tehnologii la construirea sistemelor integrate. Toate aceste aspecte prezentate mai sus fac aproape imposibil proiectarea i dezvoltarea sistemelor inteligente de transport fr definirea unei Arhitecturi ITS. Aceast arhitectur trebuie s asigure pe lng definirea specificaiilor privind comunicarea ntre subsistemele componente ITS i o concepie comun asupra acestor subsisteme, fr de care nu se poate vorbi de o integrare consistent a sistemului care le conine.

Fig.1 Integrarea armonioas a sistemului ITS

Obiectivele definirii i dezvoltrii Arhitecturii Sistemelor Inteligente de Transport pot fi grupate n dou mari categorii: - s faciliteze nelegerea att a problemei ct i a soluiilor sale:

s fie capabil s prezinte ntregul (sistemul inteligent de transport) ca fiind mai mult dect suma prilor componente; s satisfac aspiraiile participanilor la dezvoltarea de astfel de sisteme; - s furnizeze o baz stabil de proiectare i dezvoltare pentru sistemele ITS, care s poat fi realizate i care s poat lucra pentru satisfacerea aspiraiilor celor implicai n dezvoltarea unor astfel de sisteme. Avnd n vedere aceste obiective, arhitectura sistemului ITS poate fi definit ca fiind un cadru de nivel nalt (sau concepie de nivel nalt) care descrie sistemul integrat ca ntreg i ofer nelegerea soluiilor pe care sistemul le poate oferi, prin intermediul funciilor i componentelor sale, problemelor generate de ctre aspiraiile participanilor la dezvoltarea sistemelor ITS. Astfel arhitectura ITS descrie minimul necesar pentru ca un astfel de sistem s aib funcionalitate cerut i nu maximul posibil. Arhitectura ITS definete diferite puncte de vedere asupra unui sistem (aceste puncte de vedere au fost denumite iniial arhitecturi, ca exemplu: arhitectura funcional, arhitectura fizic etc., dar pentru evitarea confuziilor s-a recurs la denumirea de punct de vedere ca parte component a arhitecturii). Acestea sunt n mod uzual urmtoarele: - un model general (de referin, conceptual) - care descrie modul n care lucreaz un anumit sistem/subsistem. Un exemplu de astfel de model l reprezint modelul transportului de bunuri (model dezvoltat n proiectul KAREN). - un punct de vedere funcional (sau logic) descrie procesele cerute sistemului sau funciile acestuia; - un punct de vedere fizic care descrie punctele n care sunt localizate procesele (sau funciile), respectiv entitile fizice care ofer acele funcii; - un punct de vedere comunicaional care descrie legturile ntre entitile fizice n care sunt localizate procesele (sau funciile); - un punct de vedere organizaional care descrie responsabilitile, prilor implicate n dezvoltarea ITS, asupra bunei funcionri a sistemului, subsistemelor sau componentelor. Aspectele prezentate mai sus nu reprezint dect un set uzual de puncte de vedere constituente ale arhitecturii ITS, aceste puncte de vedere putnd fi

mult mai numeroase n funcie de nivelul de detaliere i de acoperire al arhitecturii. Arhitectura ITS se construiete pe baza aspiraiilor participanilor (respectiv a nevoilor utilizatorilor) la dezvoltarea sistemelor ITS i este utilizat la: - definirea elementelor organizaionale; - ntocmirea programelor de derulare a implementrii Sistemelor Inteligente de Transport; - definirea specificaiilor infrastructurii i componentelor sistemelor; - realizarea analizei riscului dezvoltrii unor astfel de sisteme; - realizarea analizei cost/beneficiu (aceste ultime dou aplicaii ale arhitecturii ITS sunt hotrtoare n alegerea soluiilor tehnice de implementare a sistemelor ITS). Arhitectura ITS specific schimbul de informaii i managementul controlului pe diferite niveluri, aa cum este prezentat n modelul multinivel din figura 2. Exist mai multe modaliti de definire a acestor niveluri. Managerii din domeniul transporturilor au nevoie de mai multe informaii privind arhitectura sistemului referitoare la nivelurile superioare (nivelurile 2 i 3), care sunt orientate spre organizarea sistemului. Nivelurile inferioare sunt orientate spre proiectarea i ingineria detaliat a sistemului.

Fig.2 Modelul multinivel al arhitecturii ITS Nivelul 3 al arhitecturii trebuie s reflecte constrngerile din lumea real care opereaz asupra organizaiilor de transport i cerinele privind proprietile sistemului, precum interoperabilitatea dintre organizaia implicat i mediu totodat i controlul informaiei furnizate de organizaia respectiv. Aceasta mai poate evidenia locul i momentul cnd trebuie

modificate sau schimbate structurile organizaionale existente n scopul furnizrii de servicii ITS. Nivelul 3 al arhitecturii stabilete cadrul de lucru pentru nivelul 2 al arhitecturii ITS. Nivelul 2 al arhitecturii ITS prezint proprietile sistemelor care opereaz ntr-o singur organizaie i ia n considerare caracteristicile existente i viitoare ale sistemului. Structurile existente privind responsabilitile n cadrul organizaiei i sistemele ITS care funcioneaz pe baza acestora pot fi obiectul unor modificri considerabile n timp. Nivelul 1 al arhitecturii ITS este orientat, n primul rnd, spre proiectarea sistemului. La acest nivel, este definit structura sistemului, funciile ITS sunt grupate pentru implementare i sistemul informaional este descompus logic n subsisteme n scopul de a fi proiectate la nivelul 0. Sunt alese tehnologii specifice care vor fi indicate doar la nivelul 0. Nivelurile 1-3 ale arhitecturii ITS sunt independente de tehnologie fiind relativ stabile n raport cu modificrile tehnologice.

1.3 Cerinele utilizatorilor Primul pas n elaborarea arhitecturii ITS este selectarea i acordarea de prioriti serviciilor utilizator. n procesul de dezvoltare a arhitecturii trebuie s fie implicai, pe baz de consens, toi utilizatorii, furnizorii de servicii, utilizatorii de servicii i alte grupuri de ageni economici int, ceea ce este foarte important pentru dezvoltarea i operarea cu succes pe termen lung a sistemelor de tip ITS. Consensul este orientat spre determinarea cerinelor funcionale i specificarea unui concept de operare, care descrie cine furnizeaz i cine primete un anumit serviciu/anumite servicii ITS, precum i relaiile sau interaciunile dintre furnizori, n scopul sprijinirii livrrii serviciului. Fiecare grup de interese are propriile sale obiective politice, care sunt legate de obiectivele mai generale de mbuntire a siguranei, eficienei, calitii mediului i altele. Urmrind principiul prezentat n figura 3, fiecare grup de interese analizeaz propriile obiective politice i definete serviciul/ serviciile ITS care sprijin obiectivele politice definite.

Fig.3 Politica de selectare a serviciilor ITS Conducerile executive ale diferitelor organizaii implicate n dezvoltarea i utilizarea ITS trebuie s contientizeze activitile care vor avea loc n sistem, ce roluri se ateapt s joace i ce interaciuni trebuie s aib loc pentru a fi livrate serviciile ITS. O soluie de operare poate conine relaii de acest gen. Figura 4 prezint grafic interaciunile la nivel nalt dintre trei centre de management i poliie, pentru oferirea unui management al transportului multimodal i a serviciilor de urgen. Figura reliefeaz necesitatea de a se avea n vedere att sistemele organizaiilor de sine stttoare (nivelul 2), ct i interoperabilitatea multiorganizaional (nivelul 3). Aceste tipuri de diagrame pot fi utilizate pentru a se descrie scopul i natura fiecrei interfee indicate.

Fig.4 Schia unei arhitecturi ITS CCTV Televiziune cu circuit nchis (Closed Circuit Television) HAR Informaii radio pentru autostrzi (Highway Advisory Radio) VMS Panou cu mesaje mariabile (Variable Message Sign) Din momentul n care au fost alese serviciile ITS, soluia de operare poate fi specificat pn la cel mai mic detaliu, lund n considerare responsabilitile privind furnizarea acestor servicii. Figura 5 prezint legturile dintre entitile aflate n interaciune. Sunt evideniate dou sisteme avansate de management al traficului, unul pentru autostrzi, iar cellalt pentru traficul urban. Aceast diagram specific existena unor centre de informare n transport care s transmit informaii privind transportul multimodal ctre utilizatorii finali prin intermediul a doi furnizori de servicii de informare (ISP 1 i ISP2). Aceti furnizori de servicii de informare aparin probabil sectorului privat i pot furniza utilizatorilor finali informaii pentru cltori, informaii meteorologice, rezervri de bilete i alte servicii.

Fig.5 Relaii conceptuale pentru furnizarea de servicii ctre ITS ATMS Sistem avansat de management al traficului APTS Sistem avansat pentru transportul public CVO Sistem pentru operarea vehiculelor comerciale EMS Sistem de management al urgenelor ISP Furnizor de servicii de informare TIC Centru de informare n transport

1.4 Sistemul de management al traficului pentru Bucureti UTOPIA

n Bucureti se instaleaz n etapa actual un sistem centralizat de management al trafi cului ce cuprinde cca. 100 intersecii interconectate, senzori de trafic i un subsistem de management al transportului public urban ce va monitoriza i va permite optimizarea deplasrii a 300 autobuze n prim faz. Sistemul va utiliza strategia de management al trafi cului UTOPIA (Italia) i module SPOT n automatele de trafi c. Aceast strategie este cunoscut pentru prelucrarea distribuit a datelor (n modulele SPOT), spre deosebire de sistemele cu caracter centralizat de tip SCOOT (Marea Britanie).

Sistemul UTOPIA SPOT reprezint o strategie de management al trafi cului rutier urban ce combin optimizarea la nivel local, caracterizat de viteza de rspuns ridicat la schimbrile de trafic, cu interaciunea puternic cu celelalte intersecii i optimizarea global pe arii extinse. Optimizarea la nivel local faciliteaz adaptarea unui sistem de prioritizare a transportului public urban, datorit vitezei de rspuns, ceea ce este mai greu realizabil cu o configuraie centralizat, mai ales n mari aglomerri urbane unde transportul public este bine reprezentat i cererea de prioritate la semafoare ar putea sufoca sistemul de calcul centralizat. Optimizarea la nivel local reprezint o funcie obiectiv de analiz a costurilor, ce ncorporeaz termeni de calcul pentru ntrziere i opriri la stop de pe legturile care aduc i elibereaz trafic din intersecia n cauz, termeni legai de analiza cozilor de vehicule. Toi aceti termeni sunt confi gurabili i au ponderi diferite, ce se pot adapta n funcie de caracteristicile legturilor sau a ariei supravegheate. Exist, de exemplu, ponderi separate pentru trafi cul privat fa de cele pentru transportul public. Prin introducerea de termeni care reprezint costuri pe aceste legturi, se reuete coordonarea n ansamblu, intercorelat, a mai multe intersecii nlnuite.

Intensitatea acestei interaciuni poate fi configurat dup dorin n cadrul sistemului UTOPIA. Mecanismul este, de asemenea, utilizat pentru funcionaliti de tip gating, adic de permitere a accesului pe artere principale pe ferestre scurte de timp, pe baza determinrii golurilor ntre

vehiculele care circul n coloan. Optimizarea la nivel local se realizeaz pentru fi ecare intersecie n incremente scurte de timp, iar optimizarea la nivel de zon utilizeaz o scar mai mare de timp. SPOT este un program special, care opereaz pe un procesor separat, conectat la automatul de trafic al semaforului printr-o interfa special. Procesorul poate fi o simpl plac sau poate fi un PC industrial complet. Echipamentele SPOT din fi ecare intersecie schimb informaii cu vecinele lor, folosind un sistem AVL pentru transportul public, i, n acelai timp, comunic cu un soft ware la nivel central. n UTOPIA-SPOT pot fi distinse trei niveluri: nivelul central de calcul automatul de trafic semafoarele.

Unitatea SPOT este integrat n automatul de trafi c i se ocup de optimizarea local. n consecin, partea inteligent a UTOPIA este concentrat strict n strad. n acest mod este posibil construirea treptat a unei reele zonale, prin conectarea unitilor SPOT la diverse intersecii. De aici rezult c computerul central, folosit n principal pentru supraveghere i monitorizare, nu este necesar de la nceput. Rezultatele au demonstrat c atunci cnd este vorba de mai mult de zece intersecii, este recomandabil s se conecteze la unitile SPOT un sistem central. Pentru a se permite automatelor de trafic s rspund la situaia real, este necesar realizarea comunicaiei ntre intersecia controlat i interseciile vecine. Aceast reea este totodat capabil s comunice cu alte sisteme, cum ar fi sistemele de indicare dinamic a parcrilor sau cu cele de informare dinamic n staiile de autobuze.

1.5 Exemple de ITS- SAP,SGP, ATIS, ATMS, IMS,CVO

Sisteme avansate de parcare (SAP) SAP obtine informatii despre spatiile de parcare disponibile, le inregistreaza si le prezinta conducatorilor auto prin intermediul semnelor cu mesaje variabile (SMV). SAP sunt folosite in doua feluri: 1. Pentru a ghida conducatorii auto aflati in zonele congestionate catre cele mai apropiate zone de parcare. 2. Pentru a ghida conducatorii auto in interiorul spatiilor de parcare.

Dei este mai folosit pentru prima soluie cea de-a doua ncepe sa devin din ce n ce mai comun. Aceste sisteme de ghidare se adreseaz nevoilor conductorilor auto de a ti n orice moment cte locuri de parcare sunt libere ntr-o zon de parcare. Aceste sisteme reduc consumul de carburant, timpul pierdut prin cautarea locurilor libere de parcare i ajut parcrile s fie mai eficiente.Nevoia de SAP este necesar mai ales n zone aglomerate, unde cutarea de spaii de parcare provoac ntreruperi n circulaia auto. Dei orasele europene au artat un interes real n aplicarea acestor soluii, implementandu-le nca din anii 70, oraele americane au nceput testarea sistemeleor SAP abia n ultimul deceniu. Sistemele de ghidare a parcrii (SGP) Aceste sisteme se bazeaz n special pe folosirea indicatoarelor de circulatie pentru a anuna conductorii auto n privina disponibilitii locurilor de parcare. Detectarea locurilor libere se face prin folosirea senzorilor care detecteaz numrul de maini ieind i intrnd din zona de parcare, iar n alte cazuri prin contorizarea numrului de tichete date de ctre mainile sau casele de marcat. Aceast informaie este trimis ctre un sistem central sau un calculator care le proceseaz i determin locurile de parcare

disponibile. Disponibilitatea este exprimat n general prin termeni ca ocupat sau liber dar n unele cazuri este dat i numrul de spaii libere. O problem a afirii numrului de spaii libere este c atunci cnd numrul este mic, conductorii auto tind s nu intre n spaiile de parcare deoarece cred ca se vor ocupa de ctre ceilali deja aflai n interior. Acest lucru, de fapt, nu se ntmpl deoarece sistemul ia n considerare vehiculele din momentul cnd intr n spaiul de parcare. Sistemele includ SMV care arat diponibilitatea spaiilor de parcare apropiate. n unele cazuri semnele statice ghideaz oferii prin interiorul zonelor de parcare. Alte mijloace de a informa conductorul auto sunt prin intermediul terminalelor radio aflate pe marginea strzilor, unde mici SMV statice arat frecvena pe care sunt transmise informaiile; prin telefon, unde roboii care rspund automat dau informaii despre spaiile de parcare libere; prin internet, unde principalul serviciu este acela de a prezenta informaii despre spaiile de parcare; i prin intermediul sistemelor de navigaie aflate n maini. Beneficii ale SAP/SGP: Reducerea timpului i carburantul consumat prin cutarea de spaii de parcare libere. Reducerea congestionrii prin reducerea numrului de maini care se plimb pentru a gasi un spaiu de parcare liber. Eliminarea cozilor la intrrile n zonele de parcare deoarece conductorii auto nu se mai duc acolo unde nu exist locuri libere. Reducerea parcrilor ilegale. Distribuirea mai eficient a locurilor de parcare. Sistemele SAP aduc mai mult profit parcarilor.

Sisteme automate de parcare Sistemele automate de parcare sunt construite pentru a maximiza spaiul. Aceste sisteme au fost folosite n special n Japonia. Sistemele mai vechi funcioneaz pe principiul unei roi cu cupe n care se stocheaz automobilele. Acestea spre deosebire de sistemele mai noi sunt din punct de vedere mecanic simple dar nu ntotdeauna att de eficiente din punct de vedere al spaiului.

Sistemele inteligente de transport furnizeaz experilor din domeniul transporturilor instrumente pentru colectarea, analizarea, prelucrarea, comunicarea i arhivarea datelor referitoare la caracteristicile sistemelor de transport. Cteva exemple de tipuri de sisteme inteligente de transport dezvoltate n SUA sunt prezentate n continuare. ATMS Sistemele avansate de management al traficului (ATMS) utilizeaz o varietate de detectoare, camere de luat vederi i sisteme de comunicaii relativ ieftine pentru monitorizarea traficului, optimizarea duratei semnalelor pe arterele principale i controlul traficului. Reprezinta sub-sisteme integrate, destinate dirijarii asistate a traficului rutier urban sau interurban pe arii extinse, prin utilizarea tuturor categoriilor de tehnologii disponibile in acest domeniu: detectia si identificarea vehiculelor, comunicatia de date si voce, prelucrarea datelor, distribuirea informatiilor. Sistemele ATMS sunt in general destinate imbunatatirii conditiilor de trafic si cresterii sigurantei, in timp ce sistemele ATIS se adreseaza participantilor la trafic, contribuind la imbunatatirea proceselor de planificare a calatorilor. Avantaje ATMS Integreaz

informaii rutiere transmise online de sisteme de achiziii, parametri de trafic de la camere web i detectori de trafic (senzori PIR) instalai n zona monitorizat; Integreaz sisteme complementare de informare; Consolideaz i prelucreaz informaiile pe servere de date; Ofer prin internet servicii complexe de informare, monitorizare i control; Servicii de monitorizare a traficului pentru Poliie i autoriti competente n organizarea, administrarea i optimizarea traficului rutier urban; Servicii de informare online pe harta digital, destinate participanilor la trafic.

ATIS Sistemele avansate de informare a cltorilor (ATIS) furnizeaz date direct cltorilor, oferindu-le posibilitatea s fac alegeri mai bune, referitoare la rute sau mijloace de transport alternative. Atunci cnd respectivele date sunt arhivate, aceste sisteme pun la dispoziia celor care planific transporturile informaii corecte, referitoare la abloane de cltorie, contribuind la optimizarea procesului de planificare a transportului. Sunt sistemele ce pot contribui substantial la dezvoltarea durabila a turismului, oferind tehnologiile telematice pentru furnizarea de informatii potentialilor turisti. Atunci cand fac obiectul unei implementari separate, ele sunt destinate in primul rand proceselor de captare, prelucrare, transmitere si diseminare a informatiilor de trafic si a obiectivelor de interes aflate in zona, de transport si/sau de siguranta. Functiile sistemelor ATIS sunt de asistenta a calatorilor pentru planificarea, perceptia, analiza si luarea de decizii pentru a imbunatati eficienta si siguranta unei calatorii. Tehnologiile utilizate de ATIS pot include:

Afisarea la bordul vehiculelor a hartilor cu drumuri si semnelor de circulatie asociate; Sisteme de ghidare pe ruta; Sisteme de anuntare la bord a pericolelor de pe drum si incidentelor etc.

IMS Sistemele de management al incidentelor (IMS) furnizeaz operatorilor de trafic instrumente care asigur un rspuns rapid i eficient n caz de accidente, deversri de materiale periculoase i alte urgene. Sisteme de comunicaie complementare leag puncte de colectare a datelor, centre de operare a transportului i portaluri de informare a cltorilor, ntr-o reea integrat care poate fi operat eficient i inteligent.

CVO

Sistemele de operare a vehiculelor comerciale (CVO) aplic caracteristicile sistemelor de management al cltoriei i traficului (TTMS) n sectorul vehiculelor comerciale. Serviciile se refer la localizarea automat, clasificarea i cntrirea vehiculelor n scopul colectrii taxelor. De asemenea, pot fi monitorizate emanaiile vehiculelor. Toate acestea pot fi efectuate n timp ce vehiculele se deplaseaz pe autostrzi. Operarea vehiculelor comerciale necesit identificarea individual a vehiculelor comerciale.

1.6 Concluzii

Analiznd evoluia sistemelor inteligente de transport i modul de abordare al acestora, se poate spune c ITS este un sistem rezultat din integrarea sistemelor electronice, de comunicaii, de prelucrarea i stocare a informaiilor i de control (local i la distan) cu sistemele de transport (rutier, feroviar, aerian, fluvial i maritim) n scopul creterii eficienei economice, salvrii vieilor omeneti, reducerii polurii mediului, reducerii timpilor de transport i creterii confortului cltorilor. Furnizorii de servicii ITS sunt capabili s ofere informaii ctre cltori prin intermediul diferitelor canale nainte i n timpul cltoriei, (ex. dispozitive la bordul vehiculului, servicii web, panouri de mesaje, kiosk-uri speciale, telefoane mobile, etc.), oferind suport pentru alegerea celui mai bun mod i a celei mai bune rute, dar i informaii despre costurile cltoriei. ITS ajut la furnizarea unui serviciu complet de cltorie: de la planificarea cltoriei i ghidarea pe o anumit rut la rezervarea biletelor i locurilor de parcare. Legturile cu serviciile turistice ofer servicii suplimentare, cum ar fi rezervri la hoteluri, informaii despre locuri de vizitat etc.

Cap.2 Senzori i traductoare

2.1 Generaliti Msurarea unei marimi presupune n primul rand detectarea sa. Elementele sensibile care detecteaza mrimea de msurat sunt denumite senzori. Senzorul este elementul sensibil cu rolul de a sesiza mrimea de msurat aplicata la intrarea sa, x(t) i de a o converti intr-o alt mrime fizic, de aceeasi natur sau de natur diferit, yint(t), care poate fi uor msurat, cel mai frecvent pe cale electric. Conversia mrimii de intrare n mrime de ieire la senzori se bazeaz pe efecte fizice sau chimice. Senzorii care servesc numai la detectarea prezenei unei mrimi constituie o categorie aparte i se numesc detectori (detectori de proximitate, detectori de radiaii ionizate, etc.) Ansamblul format din elementul sensibil (senzorul) i elementele de adaptare i prelucrare (condiionarea semnalelor) se numete traductor (Figura 1). n unele lucrri de specialitate nu se face o distincie clar ntre senzor i traductor.

Traductorul poate avea n structura sa mai muli senzori, capabili s efectueze conversia mrimii de msurat ntr-o mrime electric, indirect, prin mai multe etape intermediare, pna la obinerea mrimii de ieire finale y(t).

Ansamblul format dintr-un senzor integrat n acelai circuit (chip) cu elementul de adaptare poart numele de traductor integrat. Recent a aprut conceptul de senzor sau traductor inteligent care prezint asocierea unui traductor cu un microprocesor (microcontroller). Asfel se pot obine semnale de ieire cu mare imunitate la perturbaii, liniarizarea caracteristicii de conversie a mrimii de intrare x(t) n mrime de ieire y(t), autocalibrarea, corecii fa de diveri factori de influen, generarea unor mrimi de control. Traductoarele inteligente s-au dezvoltat rapid ca elemente componente principale ale sistemelor automate, de msura, monitorizare i control, precum i n domeniul roboticii industriale. Varietatea senzorilor este foarte mare deoarece, pe de o parte, aa cum se va vedea mai jos, exista un numr considerabil de mrimi de msurat, iar, pe de alta parte, pentru fiecare mrime de msurat pot exista diferite metode de msurat, n funcie de fenomenul care st la baza conversiei. Din multitudinea de senzori se remarc amploarea considerabil a senzorilor electrici. Lund n considerare principiul de lucru i respectiv tipul de energie care se transform n energie electric, avem urmatoarele tipuri de senzori: - Senzori de radiaie: transform energia radiant in energie electric, respectiv semnalul radiant n semnal electric. Ca semnale radiante avem: intensitatea luminoas, lungimea de unda, polarizarea, faza, reflectana, transmitana, activitatea radioactiva. - Senzori mecanici: transform energia mecanica n energie electric, respectiv semnalul mecanic n semnal electric. Ca semnale mecanice putem avea: fora, presiunea, torsiunea, nivel de vid, viteza de curgere, debit, volum, grosime, deplasare, viteza, acceleraie, rotaie, lungime de und acustic, amplitudine de vibraie. - Senzori termici: transform energia termic in energie electric, respectiv semnalul termic n semnal electric. Ca semnale termice putem avea: temperatura, cldura, entropia, cldura specifica, fluxul de cldura. - Senzori magnetici: transform energia marnetic n energie electric, respectiv semnalul magnetic n semnal electric. Ca semnale magnetice putem avea: intensitatea campului magnetic, inducia campului magnetic, permeabilitatea magnetic, magnetizarea.

- Senzori chimici: transform enengia (semnalul) chimic n energie (semnal) electric. Ca exemple de semnal chimic putem avea: compoziia, concentraia, viteza de reacie, toxicitatea, potenialul de oxidare-reducere, pH-ul.

Fig.2 Conversia de energie i semnal Din figura 2 se remarc faptul c un semnal neelectric poate fi convertit direct n semnal electric sau poate suferi mai multe conversii de tip neelectric nainte de a fi transformat n semnal electric. Ca un exemplu de conversii multiple se prezinta mai sus cu linie punctat transformarea semnalului mecanic n semnal termic care apoi se transform n semnal electric. Trebuie menionat faptul c o anumit mrime neelectric poate fi detectat cu ajutorul mai multor tipuri de senzori. De exemplu deplasarea poate fi convertita n variaie de rezistent, de inductana, de capacitate electric, etc. Toi senzorii de mai sus se numesc senzori electrici, datorit conversiei semnalului neelectric n semnal electric. Avantajele semnalelor electrice: 1. Semnalele electrice sunt foarte sensibile la variaia semnalului neelectric corespunzator (cel care le-a generat prin efectul de senzor).

2. Msurarea semnalelor electrice provenite de la sursa necesit puteri electrice mici datorit curentilor mici de utilizare (impedane de intare foarte mari) n amplificatoarele operaionale ale instrumentelor folosite. 3. Semnalele electrice (aferente unor fenomene fizice care variaz foarte rapid in timp) care se modific foarte repede n timp pot fi uor msurate cu circuitele electronice care pot efectua mii de msurtori pe secunda. 4. Semnalele electrice primite de la senzori pot fi transmise cu mare vitez la mare deprtare (telemetrie) unde pot fi procesate ori stocate de calculatoare. 5. Semnalele electrice primite de la senzori sunt procesate n circuite integrate de o complexitate din ce n ce mai mare (sisteme integrate) realizate monolitic care au sigurana n funcionare inegalabil de catre circuitele tradiionale cu conexiuni prin fire. 6. Semnalele electrice ofera o mare varietate de metode de msur. De exemplu o tensiune electric poate fi msurat prin intermediul unei frecvene. Din punct de vedere al energiei, indispensabil desfurrii procesului de msurare, senzorii se pot clasifica n: - senzori activi (generatori); - senzori pasivi (parametrici). Senzorii activi efectueaz transformarea direct a energiei mrimii de msurat, ntr-o energie asociat mrimii de ieire, de regul o mrime electric. Pentru a nu se perturba marimea de msurat i a nu afecta exactitatea msurrii, este necesar ca energia necesar formrii semnalului de ieire yo(t) preluat chiar de la fenomenul studiat, s fie suficient de mic. Senzorii activi furnizeaz un semnal electric, de obicei o tensiune electric. In consecin, aceti senzori sunt ntalnii n literatura de specialitate i sub denumirea de senzori generatori sau senzori energetici. Exemple de senzori generatori sau senzori energetici: senzorii termoelectrici, senzorii de inducie, la care mrimea de intrare este transformat direct ntr-o tensiune electrica. Marele avantaj pe care l prezint aceti senzori, const n posibilitatea de msurare direct a mrimii de ieire cu un mijloc electric de msurare.

Senzorii pasivi (parametrici) sunt destinai msurarii unor mrimi, care nu permit eliberarea energiei de msurare. Senzorii pasivi prezint, ca mrime de ieire o impedana electric sau componente ale acesteia: rezistena, capacitatea, inductana. Senzorii pasivi se mai numesc i senzori parametrici sau modulatori. Pentru formarea semnalului de ieire, n cazul senzorilor parametrici, este necesar folosirea unei surse auxiliare de energie. Ansamblul senzor pasiv-sursa de alimentare creaz semnalul electric ai crui parametrii (amplitudine, frecvena) sunt dependeni de caracteristicile mrimii de msurat. Exemple de senzori parametrici sunt: termorezistenele, fotorezistenele, traductorii capacitivi i inductivi de deplasare, etc. Alte criterii de clasificare ale senzorilor si traductoarelor se fac n funcie de: - natura mrimii de intare; - natura mrimii de ieire (n tensiune, curent, frecven, etc.); - modul de variaie al mrimii de ieire (senzori analogici, digitali). 2.2 Senzori de trafic Detecia vehiculelor i a condiiilor de trafic se poate realiz prin dispozitive plasate pe suprafaa drumului, n pavaj sau sub pavaj, sau montate n lungul drumului. 2.2.1 Senzori pe suprafaa drumului Exist mai multe tipuri de dispozitive care pot fi plasate pe suprafaa drumului, pentru a fi utilizate n detectarea vehiculelor, printre care: plcile cu bucl, plcile de presiune i magnetometrele. - Plcile cu bucl sunt similare cu buclele inductive convenionale, n sensul c genereaz un cmp electromagnetic, care este perturbat la trecerea unui vehicul. Diferena dintre cele dou tipuri de senzori este aceea c plcile cu bucl nu sunt ncastrate n pavaj. - Plcile de presiune detecteaz vehiculele pe baza altui principiu. La trecerea roilor peste ele se produce un contact electric Acest dispozitiv se limiteaz la detectarea osiilor, nu a vehiculelor, i n consecin nu poate fi folosit pentru msurarea unei mari pri a parametrilor de trafic.

- Magnetometrele msoar modificarea cmpului magnetic al Pmntului, la trecerea unui vehicul. 2.2.2 Senzori n pavaj Exemple de dispozitive ncastrate n pavaj, utilizate pentru detectarea vehiculelor: bucle magnetice inductive, sonde magnetice, cabluri senzitive. Fiind ncastrate n pavaj, acest tip de dispozitive prezint o serie de dezavantaje, cum ar fi: blocarea traficului pentru lucrrile de montare i ntreinere, probleme n momentul deteriorrii pavajului. Buclele magnetice inductive reprezint tipul de detector cel mai des utilizat.Ele genereaz un cmp electromagnetic, care este perturbat la trecerea vehiculelor a cror prezena o detecteaz n acest mod. Mrimea unei bucle este n general de 1x1,5m. Sondele magnetice msoar schimbrile n cmpul magnetic al Pmntului, pentru a detecta trecerea vehiculelor pe deasupra lor. Cablurile senzitive. La trecerea vehiculelor peste un cablu senzitiv, roile produc comprimarea cablului piezoelectric, care genereaz n acel moment un semnal electric. Nu pot msura unii parametri de trafic, limitndu-se la detectarea osiilor. 2.2.3 Senzori montai n lungul drumului Detecia prin senzori montai n pavaj este cea mai folosit tehnologie din prezent. Totui, alte tipuri de dispozitive, montate n lungul drumului. ncep s-i fac apariia i s ocupe o pondere tot mai mare. Exemple de astfel de tehnologii sunt: senzorii radar, laser, ultrasonici, cu imagini video, identificarea automat a vehiculelor. Senzorii montai n lungul drumului sunt plasai de obicei pe structure suspendate deasupra dramului sau pe lateralul acestuia, i, n consecin, lucrrile de instalare i ntreinere a lor nu ridic probleme mari pentru trafic. Senzorii radar Doppler realizeaz msurtori foarte precise ale vitezei de deplasare a vehiculelor i pot face diferena ntre mainile care se apropie i cele care se deprteaz de senzor. Principalul dezavantaj al acestei tehnologii l reprezint faptul c nu pot sesiza prezena unui vehicul staionar i, n

consecin, nu pot oferi informaii referitoare la densitatea traficului. Cu toate acestea, multe autoriti rutiere folosesc aceti senzori atunci cnd colectarea datelor legate de vitez este prioritar, cum ar fi n cazul monitorizrii traficului n timp real. Tehnologia radar Doppler este robust i d rezultate bune n orice condiii de mediu. Radarul cu microunde de detectare a prezenei folosete unde continue modulate n frecven pentru detectarea volumului, prezenei i calcularea vitezei. Spre deosebire de senzorii cu radar cu microunde Doppler, radarul cu unde modulate n frecven poate fi montat n lateralul drumului. Avantajele radarelor de acest tip sunt uurina instalrii i integrrii n sistemele existene, precizia deosebit i costul redus. Un avantaj al sistemului cu detecie laser este faptul c utilizeaz un fascicul foarte ngust ceea ce ermite poziionarea spaial a vehiculului pe drum i determinarea formei vehiculului, cu o precizie de A10cm. Tehnologiile care se bazeaz pe senzori cu fascicul laser ofer o mare precizie, care depinde ns de nlimea la care este plasat senzorul i de poziia lui. deasupra drumului. Un dezavantaj l reprezint necesitatea obinerii unui raport semnal/zgomot mare. indiferent de condiiile meteo, pentru a se putea procesa corect unda reflectat din vehiculul int. Senzorii cu laser pot obine date despre viteza de circulaie pe band, volumul traficului i gradul de ocupare a drumului, pot opera cu baterii sau panouri solare, i pot folosi o legtur radio de spectru larg pentru transmiterea datelor despre trafic de la locul unde sunt plasate, la centrii de colectare i transmisie a datelor de trafic aflat la distan.

Fig.3

Senzorul ultrasonic emite i recepioneaz o und acustic, ce este analizat pentru determinarea volumului vehiculelor. Un microprocesor local poate procesa datele pentru a determina viteza vehiculului, gradul de ocupare al drumului i pentru a realiza o clasificare (limitat) a vehiculelor. Rezultatele raportate indic faptul c senzorii ultrasonici ofer o precizie destul de bun. Senzorii cu procesare a imaginii video utilizeaz banda luminii vizibile i o band apropiat de lumina infraroie, pentru sesizarea mai multor parametri de trafic, n funcie de configuraia implementat de utilizatori. Senzorii cu procesare a imaginii video permit obinerea de informaii de trafic pentru zone complexe, cu mai multe benzi. Totui, necesitatea de digitizare a imaginilor video i de folosire a unor rutine de recunoatere a modelului necesit utilizarea n teren a unei cantiti mari de energie. Un astfel de sensor poate oferi informaii referitoare la viteza i volumul traficului i, n plus, poate fi folosit pentru detectarea incidentelor i controlul semafoarelor Senzorii cu imagine video reprezint o tehnologie viitoare foarte promitoare pentru detectarea fluxului de trafic, datorit performanelor din ce n ce mai bune, a flexibilitii ridicate a caracteristicilor i a preurilor tot mai mici. Tehnologia de identificare automat a vehiculelor (AVI - Automatic Vehicle Identification), utilizat iniial pentru sistemele de plat electronice i pentru aplicaiile cu vehicule comerciale, poate fi folosit i pentru a oferi date despre timpul de cltorie pe drumuri secundare sau pe autostrzi, date care sunt foarte utile pentru aplicaiile ATIS. n plus, tehnologia AVI poate oferi informaii referitoare la volumul de trafic, dar asta n funcie de nivelul de folosire al vehiculelor echipate cu antene AVI.

Fig.4

Televiziunea cu circuit nchis (CCTV - Closed-Circuit Television) este un element esenial al supravegherii video pentru ITS. CCTV reprezint un sistem format din diverse echipamente din industria securitii, printre care uniti camere CCTV/obiective, echipamente de control i sistemul de comunicaii. Acesta din urm conecteaz camera TV la un centru de control. Obiectivul principal al camerelor CCTV este s asigure supravegherea unor segmente de drum sau intersecii i s realizeze confirmarea vizual a incidentelor, dar pot fi folosite i pentru detectarea incidentelor. Un al doilea beneficiu l reprezint urmrirea condiiilor de mediu, inclusiv a precipitaiilor i a vizibilitii. CCTV ajut i n alte aplicaii, cum ar fi clasificarea vehiculelor sau aplicarea regulilor rutiere. Plasarea camerelor CCTV trebuie s se fac strategic, n funcie de o serie de factori, cum ar fi volumul traficului, numrul de coliziuni, geometria interseciei, obstacolele vizuale, costul comunicaiilor, al asigurrii alimentrii, uurina de montare i altele. Performanele CCTV pot fi afectate de viteza cu care i pot modifica unghiul de nclinare , direcia de vizibilitate i deschiderea. Procesarea digital a semnalelor ofer mai multe avantaje fa de procesarea analogic convenional a semnalelor. Printre aceste avantaje, se numr: - control sporit; - uurin instalrii; - conexiuni simplificate pentru comunicaii; - capaciti sporite de modificare a deschiderii obiectivului; - operare mai uoar la lumin slab. Cap.3 Sisteme de achiziii de date

3.1 Generaliti Termenul achiziie de date poate avea diverse semnificaii pentru fiecare dintre noi. Observarea indicaiilor unui voltmetru i nregistrarea manual a rezultatelor citite constituie o operaie de achiziie de date. n mod similar, citirea unui termometru sau a unui barometru i trasarea unor diagrame de evoluie a

temperaturii sau a presiunii atmosferice sunt operaii de achiziie. Dac n urma citirii termometrului suntem n msur s acionm asupra unui element de nclzire/rcire se poate spune c am efectuat operaia invers achiziiei, i anume distribuia datelor (datele reprezentnd n acest caz comenzi). n general vorbind, achiziia datelor reprezint colectarea de informaii ce descriu o anumit situaie. Datele reflect ce se ntmpl n aceast situaie, funcie de o serie de condiii, care pot fi constante sau variabile, variabile n mod ordonat sau aleator. Distribuia datelor implic generarea de semnale de ieire, ca rspuns la datele de intrare. Altfel spus, suntem colectori de date dintotdeauna. Am simit mediul nconjurtor i n funcie de rezultatele percepiei am nvat s lum deciziile corecte. Am nregistrat date, le-am analizat, le-am folosit, le-am comunicat. Cu timpul ns, datele s-au nmulit, preocuprile s-au diversificat, i prin urmare s-a dorit preluarea de informaii de ctre dispozitive, echipamente, care s o fac mai bine i mai repede.Trebuie subliniat c la implementarea ideii de achiziie mecanizat au contribuit progresele nregistrate n microelectronic i calculatoare. Din punct de vedere tehnic, achiziia de date trebuie ncadrat ntr-un context special : dorina de cunoatere a evoluiei mrimilor dintr-un proces are drept scop aciuni destinate mbuntirii performanelor procesului respectiv. Altfel spus, de cele mai multe ori achiziia de date este component a sistemelor de conducere a proceselor. Etapele intermediare ale acestui parcurs sunt : - Realizarea tablourilor de aparate de msur, care conineau majoritatea aparatelor indicatoare i nregistratoare (uneori chiar toate) aferente unei instalaii, aparate supravegheate continuu de unul sau mai muli operatori. Avantajul fa de citirea individual a aparatelor dispersate era dat de posibilitatea de urmrire concentrat a procesului i implicit de elaborare n timp util a comenzilor (deciziilor). Dezavantajul major al procedurii este, n continuare, legat de subiectivitatea operatorilor i de posibilitile lor limitate de citire i interpretare a rezultatelor; - Introducerea calculatorului de proces n calitate de coordonator al procesului industrial, cu rol de colectare a informaiilor i de elaborare a deciziilor. Soluia, dei elimin aspectele subiective i limitrile impuse de

operator, rmne deficitar prin dependena strict a funcionrii procesului de funcionarea calculatorului. n prezent, soluia ctre care se ndreapt opiunile constructorilor i utilizatorilor de sisteme de achiziie i distribuie de date este data de sistemele distribuite de conducere, la care datele de la proces, preluate i monitorizate, sunt prelucrate local sau la dispecer conform unor algoritmi, rezultatele fiind transmise (distribuite) procesului sub form de comenzi. Evoluia sistemelor de achiziie de date a devenit spectaculoas n momentul implicrii n operaiile de achiziie/distribuie a tehnicii de calcul: microprocesoare, microcontrolere, microcalculatoare. n relaie cu sistemele de achiziie, echipamentele de calcul pot fi mprite n dou categorii: - echipamente dedicate, structurate i construite special pentru o aplicaie sau pentru o clas de aplicaii; - echipamente de uz general (ex. microcalculatoare personale) care s accepte resurse suplimentare hardware i software pentru rezolvarea problemelor de achiziie/distribuie. Sporirea funcionalitii i mbuntirea performanelor, ca i costurile acceptabile, au fcut ca sistemele de achiziie de date cu echipament propriu de prelucrare (microcalculator sau microcontroler) s reprezinte soluia unanim acceptat. Asocierea cu tehnic de calcul determin i urmtoarea tentativ de definire a operaiei de achiziie: Achiziia de date este operaia de transformare a semnalelor lumii reale ntr-o form numeric acceptat de calculator . Dispozitivele care realizeaz aceast operaie se numesc sisteme de achiziie (i distribuie) de date (SAD sau SADD).

3.2 Structura SADD Structura funcional a unui SADD este prezentat n figura 1:

Fig.1 Schema bloc a unui SADD Schema prezint lanul informaional pe baza cruia funcioneaz SADD, punnd n eviden operaiile de conversie/transfer care au loc n procesul de achiziie i distribuie. Blocurile funcionale poart denumirile dispozitivelor care realizeaz operaiile respective pentru a crea cititorului i o imagine constructiv a sistemului. Aa cum este prezentat, schema are un grad ridicat de generalitate, cuprinznd toate verigile ce pot fi inclulse n lanul informaional. Particularizarea schemei pentru aplicaii efective se face pe baza funcionalitii impuse de situaie. Un exemplu de aplicaie care impune restrngerea schemei generale este achiziia de mrimi numerice (caracterizate doar de valorile 0 i 1), situaie n care nu mai sunt cuprinse n schem blocurile CAN i CNA. Se mai impune o precizare, i anume aceea c schema prezint achiziia unei singure mrimi, fr s fie afectat sfera de generalitate. n capitolele ce urmeaz se descriu modaliti de alctuire a SADD cu mai multe mrimi de intrare/ieire. n cele ce urmeaz se prezint fiecare bloc din schema funcional: 1. Proces - zon de interes din lumea real cu care SADD este n relaie direct prin preluare de mrimi i furnizare de comenzi. Am evitat intenionat termenii caracteristici unor anumite domenii de activitate (industrie, cercetare etc.) pentru a pune n evidena faptul c SADD pot fi utilizate n domenii dintre cele mai diverse (supravegherea mediului, biologie, medicin etc.).

2. Traductor/senzor - element de legtur al SAD cu lumea real, cu rol de conversie a mrimilor de achiziionat n semnale electrice. Noiunea de traductor cuprinde toate dispozitivele i echipamentele care transform mrimi electrice sau neelectrice n semnale electrice cu parametri precizai, care pot fi acceptate de SAD fr prelucrri suplimentare majore. Exemple de astfel de semnale sunt : tensiuni 0 - 10V, 0 - 5V, cureni 2 - 10 mA, 4 - 20 mA. n unele situaii, n punctul de msurare poate fi amplasat doar senzorul (elementul sensibil), urmnd ca semnalul generat s fie prelucrat n blocul de condiionare. 3. Elemente de condiionare - bloc destinat unor prelucrri primare ale semnalelor provenite din proces, cu scopul transformrii lor n semnale care s reprezinte fidel mrimea de msurat i s fie compatibile cu blocurile urmtoare. 4. S/H (Sample/Hold) - bloc de eantionare i reinere, cu rolul de a asigur amplitudine constant a semnalului la intrarea CAN. Blocul este necesar atunci cnd se achiziioneaz semnale analogice rapid variabile i poate lipsi dac semnalele sunt cvasicontinue sau lent variabile. 5. CAN (Convertor Analog Numeric) - bloc n care, prin conversia analognumerica, datele devin compatibile cu sistemul numeric de prelucrare. Dup aceast transformare am prsit lumea analogic, trecnd n lumea precis a biilor. 6. Microsistem de prelucrare - reprezentat de o unitate de calcul dedicat (un sistem cu microprocesor sau microcontroler, un microcalculator) blocul efectueaz prelucrrile necesare aplicaiei asupra datelor numerice. Utilizarea unei uniti de prelucrare performane i confer SADD caliti importante: vitez de lucru ridicat, flexibilitate, adaptabilitate, siguran n funcionare, capacitate mare de stocare. Toate aceste caliti i permit SADD s execute operaii complexe. Structura i complexitatea blocului

de prelucrare sunt direct dependente de natura i complexitatea aplicaiei (dimensiuni, performane, mediu de lucru). n funcie de obiectivele SADD, variantele de conectare ale blocului de prelucrare sunt: - bloc de afiare, atunci cnd aplicaia este o monitorizare; - CNA + bloc de comand n cazul unui sistemde comand; - bloc de afiare, CNA + bloc de comand, pentru sisteme complexe de conducere. Bloc de afiare - bloc ce realizeaz legtura SADD cu operatorul prin afiarea rezultatelor msurrilor. Modalitile de afiare sunt diverse, cele mai utilizate fiind numerice (valori msurate, tabele, rapoarte) i grafice (scheme sinoptice, diagrame de bare). CNA (Convertor Numeric Analogic) - bloc destinat conversiei datelor numerice elaborate de microsistem n semnale analogice. Prin realizarea operaiei de conversie numeric analogic revenim n lumea real a semnalelor analogice. Bloc de comand - bloc ce adapteaz parametrii electrici (amplitudine, faz, putere) ai semnalelor date de microsistemul de prelucrare sau de CNA la condiiile impuse de elementele crora le sunt adresate sau convertete semnalele de ieire din CNA n semnale de alt natur (pneumatice, hidraulice). 3.3 Clasificarea SAD Se propun dou niveluri de clasificare : un prim nivel la care sistemele de achiziie se mpart n dou clase n funcie de condiiile de mediu n care lucreaz, i un al doilea nivel la care clasificarea se face n funcie de performane i caracteristici tehnice. Astfel, cele dou clase de SADD determinate de condiiile de mediu sunt : - SADD pentru condiii favorabile de mediu (laboratoare neperturbate electric). Din aceast categorie fac parte SADD care lucreaz n laborator, instalaiile care furnizeaz informaii fiind cuptoare de laborator bine ecranate,

gaz cromatografe, sisteme automate de cntrire, spectrometre de mas, aparate de msurat complexe etc. Preocuprile proiectantului de SADD, n aceste condiii, sunt legate de realizarea unor precizii de msurare mari. Aceasta nseamn c, dei condiiile de lucru - domenii de temperatur ambian restrnse, perturbaii electrice reduse - par a uura realizarea sistemului de achiziie, apar probleme legate de performanele impuse de lucrul n laborator (precizie, rezoluie, raport semnal/zgomot ridicate). Raportnd aceast categorie de SADD la schema propus n fig. 1, se impune o precizare de ordin structural: pentru SADD de laborator modulele din lanul de intrare (traductor, elemente de condiionare, CAN) sunt de obicei cuprinse n aparate de msurat performane, care pot fi interconectate ntre ele i conectate la microsistemul de prelucrare (de cele mai multe ori un microcalculator) prin sisteme de interfa dedicate. - SADD pentru condiii ostile de mediu (uzine, vehicule, uniti militare, instalaii distribuite geografic). SADD care fac parte din aceast categorie trebuie s lucreze n conditii grele de mediu: variaii mari de temperatur ambiant (echipamentele sunt uneori amplasate n cmp deschis), perturbaii electrice puternice. Reprezentative pentru aceast categorie sunt sistemele de conducere a proceselor industriale. Un astfel de exemplu este achiziia temperaturilor furnizate de termocupluri instalate pe rezervoare, cazane, conducte, lagre, arztoare (mprstiate de cele mai multe ori pe distante de kilometri) de ctre un calculator central care realizeaz conducerea instalaiei. Astfel de instalaii conduse numeric sunt : laminoare, maini unelte cu comand numeric etc. Caracteristic tuturor acestor exemple este nivelul ridicat al perturbaiilor si implicit vulnerabilitatea datelor vehiculate prin intermediul semnalelor electrice. Anihilarea perturbaiilor impune protejarea semnalelor i msurarea parametrilor caracteristici conditiilor de mediu pentru efectuarea coreciilor. n aceast situatie proiectantul va trebui s aleag aparate care fac fa condiiilor de mediu, s adopte strategii de msurare care s elimine componentele de mod comun i s pstreze rezoluiile la valori acceptabile. Este necesar, de asemenea, s se asigure ci redundante de transmitere a rezultatelor pentru mrimile critice, precum i condiii speciale de prelucrare a rezultatelor n vederea validrii lor. Cel de-al doilea criteriu de clasificare, definit de

caracteristici tehnice i de performane, se va folosi pentru prezentarea structurat a celor dou clase de SADD deja departajate. 3.4 Structuri tipice de SAD (Sisteme de Achizitie de Date) Criteriul de clasificare, definit de caracteristici tehnice i de performane, este folosit, n continuare, pentru prezentarea structurat a tipurilor de SAD. Caracteristicile funcionale i de eficien care determin alctuirea configuraiei unui SAD sunt: - rezoluia i precizia impuse operaiilor de msurare; - tipul canalelor de intrare : analogice; numerice; - numrul canalelor de intrare; - viteza de eantionare pe canal; - viteza de lucru a sistemului; - necesitile de condiionare a semnalului; - costul.

3.5 Utilizarea calculatoarelor personale n domeniul achiziiei de date. Conceptul de instrumentaie personal. Conceptul de instrumentaie personal a aprut n 1981, fiind introdus de firma american Northwest Instruments. Aceasta a lansat pe pia primele modele de instrumentaie care puteau fi direct asociate unui calculator personal (iniial, un calculator de tip Apple II). Denumirea de instrumentaie personal a aprut prin asocierea a dou concepte, cel de instrument de msurare i cel de calculator personal. Resursele celui din urm sunt utilizate pentru a efectua sarcinile de comand, de gestiune, afiare sau tratament care sunt, n mod normal, asumate de un sistem cu microprocesor plasat n interiorul aparaturii. Dispozitivul de interfa cuprinde obligatoriu un CAN.

Rezultatele msurrii sunt vizualizate pe ecranul calculatorului sub form numeric sau sub form de curbe. Aceste rezultate provin din prelucrarea brut a datelor, realizat de instrumentul de msurare. Tratamentul suplimentar al datelor este realizat de ctre calculator, la solicitarea utilizatorului. Datorit calculatorului asociat sistemului de msurare i testare, echipat cu periferice (plotter, imprimanta, etc.) i cu software dedicat, etapa de documentare i de analiz a datelor este simplificat considerabil. Practic, operatorul dispune de o staie de lucru n miniatur, pe care poate dimensiona i studia circuite, poate calcula prototipuri, poate analiza rezultatele obinute i le poate prezenta ntr-o form grafic deosebit. Primele aplicaii ale instrumentaiei personale au fost de natur analogic. La acestea, calculatorul juca rolul de generator de funcii, iar ecranul acestuia era utilizat ca osciloscop. De atunci, instrumentaia personal a luat o amploare continu, nu numai datorit costului su rezonabil, ci i facilitii de a integra mai multe instrumente de msur ntr-un singur sistem.

3.5.1 Structura unui sistem de achiziie de date asistat de calculator.

n general, achiziia de date asistat de calculator apeleaz la un sistem special, constituit dintr-un calculator personal, un produs software i o plac de achiziie de date controlat tot de ctre calculator. Placa se instaleaz de regul n calculator, dar exist i posibilitatea plasrii ei ca un modul exterior acestuia. Unii fabricani furnizeaz sisteme interadaptabile, constituite din module independente, a cror juxtapunere permite obinerea unor staii de msurare compacte. Configuraia unor asemenea sisteme cuprinde, de obicei, un modul de alimentare, un modul CPU, precum i numeroase module specifice, cu intrri i ieiri definite n funcie de aplicaie. Plcile de achiziie de date sunt adesea furnizate mpreun cu traductoare de msurare (de for, deplasare, vitez, acceleraie, debit, presiune, temperatur

etc.). De asemenea, ele pot avea circuite de condiionare a semnalului adaptate mrimii fizice care trebuie achiziionat, unul sau mai multe multiplexoare, convertoare analog-numerice a cror rezoluie trebuie s corespund exigenelor sistemului de msurare. n consecin, calculatorul ndeplinete i o serie de alte funciuni: conducerea procesului de msurare, analiz i tratamentul semnalului, gestiunea conexiunilor serie i paralel, vizualizarea rezultatelor, trasarea curbelor, etc. Pentru aceast, fabricanii ofer i programe software destinate unor asemenea utilizri.Soluia montrii plcii de achiziie n interiorul calculatorului ofer avantajul furnizrii imediate a datelor achiziionate ctre memoria RAM, putnd fi astfel tratate n timp real.n cazul utilizrii plcilor de achiziie de date externe calculatorului, controlul intrrilor i ieirilor acestora este efectuat de ctre calculator, prin intermediul unei interfee seriale sau paralele.Acest tip de montaj se utilizeaz atunci cnd se studiaz procese la care traductoarele trebuie amplasate n diverse locuri sau cnd semnalele analogice nu pot fi transmise pe distane mari, din cauza paraziilor. n acest caz, conversia analog-numeric trebui realizat ct mai aproape de traductoare.

Fig.2 Structura unui sistem de achiziie de date asistat de PC

Transmisia datelor sub form numeric se realizeaz prin intermediul unei legturi seriale sau paralele. Legturile serie de tip RS 232 i RS 422 sau RS 485 limiteaz drastic viteza de transfer a datelor n memorie. Calculatorul posed, de regul, dou porturi seriale, din care unul este necesar pentru comunicarea cu imprimanta. De asemenea utilizarea legturilor RS 422, sau RS 485 necesit o interfa de conversie n RS 232. n plus, legtura RS 232 permite doar comunicarea cu un singur instrument. Dac trebuie utilizate mai

multe instrumente, este necesar adugarea unei plci cu porturi multiple sau a unui multiplexor. Pentru realizarea transmisiei paralele poate fi utilizat magistrala GPIB (IEEE 488). Numeroase aparate de msur (voltmetre, multimetre, frecventmetre) posed o intrefata GPIB, care le permite conexiunea la magistral care asigur legtura la calculator, prin intermediul unei plci de interfa montate n interiorul calculatorului. Magistrala GPIB este caracterizat n special de distanele limitate specifice utilizrii n laborator. Instrumentele de tip VXI (VME eXtension for Instrumentation) sunt constituite din module (condiionare, achiziia semnalului) dispuse ntr-o carcas, care comunic ntre ele printr-o magistral (VXI bus). Conexiunea cu calculatorul poate fi realizat printr-o magistral GPIB, n prezena interfeelor necesare.

Fig.3 Conexiunea intrumentelor de msurare la PC prin intermediul magistralei GPIB

n majoritatea cazurilor, este necesar condiionarea prealabil a semnalelor care intr n placa de achiziie. De asemenea, unele tipuri de traductoare (termorezistentele, mrcile tensometrice, etc.) necesit alimentare proprie de la o surs de tensiune sau curent. n acest caz, ntre traductoare i plac de achiziie se amplaseaz module capabile s permit att alimentarea traductoarelor ct i condiionarea semnalelor furnizate. Un exemplu de astfel de modul este sistemul SCXI (Signal Conditioning Extension for Instrumentation).

Pentru aplicaiile n timp real, sistemele de achiziii de date pot avea suplimentar n structura lor un coprocesor, cu rolul de a controla dispozitivele de intrare/ieire, de a stoca datele n memoria local i de a le trata n timp real. 3.5.2 Sistemul de dezvoltare EasyAVR 4 Sistemul de dezvoltare EasyAVR4 reprezint o solutie complet pentru aplicatiile cu microcontrolere AVR Atmel. A fost proiectat pentru a permite studentilor si inginerilor s exploreze cu usurint capacittile microcontrolerelor AVR. Faciliteaz interfatarea cu circuite externe si cu o gam larg de periferice, permitnd utilizatorului s se concentreze n dezvoltarea software. Figura 4.1 prezint aspectul general al plcii. Fiecare component este marcat sau numerotat. Aceste marcaje descriu conexiunile cu microcontrolerul, modul de operare si furnizeaz informatii utile. Nu sunt necesare multe scheme suplimentare deoarece toate informaiile relevante sunt tiparite pe plac.

Microcomutatoarele (SWITCHES) EasyAVR4 dispune de cteva dispozitive periferice. nainte de a utiliza aceste dispozitive (n programare), e nevoie s se verifice poziia microcontactelor (jumpers sau switches) care trebuie poziionate conform programului. Switches sunt contacte cu dou poziii ON si OFF care au rolul de a stabili sau ntrerupe un circuit electric. EasyAVR4 are trei grupuri de switch-uri. Primul grup, SW1, permite conectarea ntre portul microcontrolerului cu dispozitive analogice (PORTA) si rezistoare externe conectate la plus sau la masa. Aceste rezistoare trebuie deconectate de la pinii analogici de intrare, altfel ei vor afecta nivelul tensiunii de intrare. Cnd pinii portului PORTA sunt folosii ca intrri/iesiri digitale, rezistoarele trebuie s fie conectate. Al doilea grup, SW2, este folosit pentru a permite LED-urilor conectarea la PORTA, PORTB, PORTC si PORTD. De exemplu, dac switch-ul pentru PORTB este OFF, toate led-urile PORT-ului B vor fi stinse. Partea superioar de 4 switch-uri ale lui SW3 este folosit pentru validarea comunicrii SPI cu cardul MMC. Partea inferioar de 4 switch-uri ale lui SW3 sunt folosite pentru validarea afisajului 7- segmente. Dac nu este nevoie de acest afisaj, aceste switch-uri trebuie s fie OFF.

Alimentarea Ca surs de alimentare, utilizatorii pot selecta oricare dintre alimentatoarele obisnuite: cablul USB (n mod normal) sau alimentatorul de putere extern. n

cazul alimentatorului USB, sistemul trebuie conectat la PC folosind cablul USB, n timp ce jumper-ul J10 trebuie s fie conectat n dreapta. n cazul unui alimentator de putere extern, placa EasyAVR4 produce +5V utiliznd un regulator de tensiune, LM7805. Alimentatorul de putere extern poate fi AC sau DC, cu o tensiune cuprins ntre 8V si 16V si jumper-ul J10 trebuie s fie setat n poziia -stnga. n Fig.4.7 se vede USB si conectorii pentru sursa de alimentare extern.

Comunicarea serial RS232 RS-232 Comunicarea RS-232 faciliteaz transferul de date punct la punct. Este n mod frecvent utilizat n aplicaiile de stocare a datelor, pentru transferul acestora ntre microcontroler si PC. Pentru c nivelurile de tensiune ale microcontrolerului si ale PC-ului nu sunt n mod direct compatibile ntre ele, trebuie folosit un buffer de tranziie cum ar fi MAX232. Pentru a dispune de un sistem mai flexibil, microcontrolerul este conectat la MAX232 prin doi jumperi: J11 si J12. Jumperul J11 este folosit pentru a conecta linia Rx cu pinul PD0. J12 este folosit pentru a conecta linia Tx cu pinul PD1.

Puni de legatur (JUMPERS) Jumper-ii ca si switch-urile, pot ntrerupe sau stabili o legtur ntre dou puncte. Dedesubtul capacului de plastic al jumper-ului este un contact de metal, care face sau nu conexiunea. De exemplu, interfaa de comunicare RS232 are doi jumperi, J11 si J12, folosii ca switch-uri. Ei sunt folosii pentru conectarea sau deconectarea pinului Rx la PD0 si pinului Tx la pinul PD1 al microcontrolerului. Conexiunea este fcut cnd jumper-ul este plasat ntre dou contacte.

Mai mult, adesea jumper-ii sunt folosii ca selectori ntre dou posibile conexiuni prin folosirea unui al treilea pin conector (contact comutator). Ilustrat ca n figura 4.4, contactul de mijloc poate fi conectat la pinul din stnga sau din dreapta, depinznd de poziia jumper-ului.

Soclurile pentru UC EasyAVR4 este livrat cu Atmega16 40 pin microcontroler. Utilizatorii l pot inlocui cu alt microcontroler care este compatibil la pini cu soclurile DIP40, DIP28, DIP20, DIP18, DIP14 . Not1: Sunt dou mufe DIP40 cu diferii pini de iesire (SKT1 si SKT2). Cnd punem microcontrolerul de 40 de pini n mufa DIP40 alegem pe acela care corespunde. De exemplu, Atmega8535 utilizeaz mufa SKT2, n timp ce Atmega8515 utilizeaz mufa SKT1. Not2: Cele 2 socluri sunt conectate in paralel, asa ca nu trebuie s fie mai mult de un microcontroler pe plac.

Fig.4.5 Soclurile MCU Not: Jumper-ul J13 trebuie s fie conectat doar dac se doreste utilizarea microcontrolerului DIP8 cu surs de ceas extern. Pinii microcontrolerului sunt ndreptai spre diferite periferice ca n Fig.4.6. Toate porturileau conexiune direct la conectorii Direct Port Access. Astfel de conectorii sunt tipic folosii pentru conectarea la perifericele externe ale plcii sau pentru furnizarea punctelor folositoare la conectarea logic digital de verificare. Toate porturile sunt conectate la leduri, butoane-apsare switch-uri si rezistoare cu sau fr revenire care permit usor monitorizarea si testarea strilor digitale ale pinului. Unii pini sunt conectai la alte periferice cum ar fi senzorul de temperatur, DS1820, comunicaia RS-232, display-ul 7-segmente, LCD, etc.

Fig.4.6

Cap. 4 Comunicaii

Cele mai avansate sisteme de parcare asist oferii n gsirea unui loc parcaj cu locuri disponibile. Ele fac acest lucru obinnd informaii despre locurile de parcare libere, procesndu-le i prezentndu-le oferilor. Informaia poate fi prezentat prin intermediul pancartelor statice sau celor cu afiare dinamic, telefonului, internetului sau sistemelor de navigaie din interiorul automobilului. Beneficiile aduse de aceste sisteme de informare sunt: micorarea timpul necesar cutrii unui loc de parcare, reducerea congestiilor i a parcrilor ilegale. Totodat asigur o distribuie mai bun a cerinelor de parcare i o utilizare mai eficient a locurilor de parcare.

Fig.1 Diagrama de funcionare prin telecomunicaii 4.1 Radio De foarte mult vreme omul a fost nevoit s transmit informaii la distane mari. n antichitate, semnalele cu ajutorul focurilor constituiau singur cale de comunicare i aa s-a aflat de cderea Troiei sau a Ierusalimului. Radioul este o metod de transmitere a sunetului prin unde radio care sunt unde electromagnetice. Undele radio cltoresc prin aer. Nicola Tesla, un fizician srb din America, a inventat undele radio, dar existena lor a fost promovat de Guilermo Marconi, un inventator italian. El a construit un sistem care putea transmite i primi semnale radio de la o distan de mai puin de 3 km. n 1895 a trimis un semnal radio i dup 2 ani a primit un rspuns radio din Canada, semnul x din limbajul Morse. Odat cu aceast descoperire a nceput s se dezvolte telegrafia i folosirea codului Morse care a fost foarte important mai ales pentru comunicarea ntre nave n cazul unor dezastre pe mare. Primul care a transmis un mesaj vocal prin undele radio a fost Reginald Fessenden n 1900. Nikola Tesla a nceput n 1900 construcia primei staii de radio, dar din lips de

fonduri, a abandonat ideea. Totui el este considerat cel care a inventat ideea de staie de radio cu emisiuni. Exist trei tipuri de comunicaii radio care sunt folosite n prezent pentru transmiterea de date. Primele dou sunt modulate n frecven (FM) i Digital Audio Broadcasting (DAB). n ambele cazuri, posibilitatea de a furniza trafic de informaii, este vzut ca un plus fa de scopul principal al serviciului, acela de difuzare a programelor. Cel de-al treilea tip de comunicaii (DARC) nu a fcut nc un pas important pe pia, i este mai degrab potrivit doar pentru nie de pia.

4.1.1 AM Radio AM radio nseamn modulatia n amplitudine i se refer la mijloacele de codare a semnalelor audio pe frecvena purttoare. n multe ri, posturile de radio AM sunt cunoscute sub numele de staii mediumwave (MW). Banda de frecven pentru AM radio este cuprins ntre 530-1700 khz. Staiile AM sunt de asemenea denumite i statii standard de difuzare deoarece au fost primele forme utilizate pentru transmiterea semnalelor radio ctre public. Acest sistem de radio era dominant n primele dou treimi ale secolului 20, rmnnd destul de important i n zilele noastre. Tehnologia radio AM este mult mai simpl dect alte tehnologii radio precum FM i DAB. Modulaia n amplitudune este metoda utilizat pentru modulaia semnalelor. n cazul emiterii unui semnal analogic, amplitudinea undelor radio este modulat astfel nct s fie direct proporional cu valoarea semnalului analogic de la momentul respectiv. Un receptor AM detecteaz puterea undei radio i amplific modificrile n msurrile de putere i asigur impulsul folosit pentru cti i difuzor. Aadar, semnalul broadcast const intr-o und purtatoare i doua unde sinusoidale, fiecare dintre acestea avand o frecven uor diferit de frecvena undei purttoare . Acestea sunt cunoscute i sub numele de sidebands. In general, un semnal de frecven (semnalul broadcast) cu o und purttoare de

frecven produce unde de frecven +/- i, atat timp cat, spre exemplu, undele purttoare de frecven sunt suficient de distanate, astfel incat benzile laterale s nu suprapun staiile, nu vor interfera una cu cealalta. Pentru benzile de unde lungi i medii, lungimea de und este suficient de mare pentru ca undele ce se difract n jurul curbei Pmntului s se propage de la sol, oferind semnale radio AM, n special unde lungi i medii pe timp de noapte. Undele scurte sunt utilizate de ctre serviciile de radio destinate pentru a fi ascultate de la distane mari de staia de emisie; de departe, categoria emisiilor de unde scurte vin n detrimentul fidelitii audio sczute. Modul de propagare al undelor scurte este diferit. AM este utilizat de cele mai multe ori pentru radioemisiuni. 4.1.2 FM Radio FM radio nseamn modulatie n frecventa i se refer la mijloacele de codare a semnalelor audio pe frecvena purttoare. Exist dou sisteme de operare pentru serviciile de date VHF/FM i anume: RDS i DARC. Radio Data System a aprut pe pia n anul 1987 i este standardizat de CENELEC (EN50067). Aplicaiile RDS includ permiterea unui receptor de a cuta cea mai puternic frecven sau a unui anumit program ntr-o reea de transmisie. The Traffic Message Channel (TMC) este cea mai recent dezvoltare folosind RDS. Modulaia n frecven necesit o lime de band mai mare dect modulaia n aplitudine cu un semnal modulat echivalent, dar acesta face ca semnalul s fie mai robust contra interferenelor. Modulaia n frecven este, de asemenea mai robust n contrast cu fenomenele slabe de semnale simple de amplitudine. n consecin, FM a fost ales c modulaie standard pentru frecven nalt, transmisie radio de nalt fidelitate: de aici i termenul de radio FM (cu toate c pentru muli ani, BBC a insistat pentru VHF radio).

Un semnal FM poate fi, de asemenea, folosit i pentru transportul de semnale stereo. Transportul se face prin utilizarea multiplexarii i demultiplexrii, nainte i dup procesul FM.

4.1.3 Digital Audio Broadcast (DAB)

Descriere Sistemul DAB EUREKA-147 este un nou sistem de sunet digital destinat s substituie existentul sistem de operare analogic de modulaie n frecven (FM) n Banda II. Ca sistem de broadcasting, este unidirecional. Este greoi conceput, totui este un sistem de spectru nalt. DAB este considerat ca fiind viitorul radioului, ceea ce-l face mai eficient n utilizare i ofer o calitate superioar sunetului, devenind astfel mai robust, mai bun dect transmiterea analogic FM. Transmiterea DAB este practic imun la interferene; semnalul nu se mai pierde sau degradeaz brusc la trecerea mainii printr-un tunel. Unul dintre principalele avantaje ale trecerii la DAB este c o singur frecven, numit Multiplex poate s desfoare o combinaie de programe audio mono i/sau stereo. Sistemul DAB este un sistem deschis, stabil, pe deplin dovedit i standardizat, sistem care a fost dezvoltat de EUREKA-147 Consortium. Sistemul DAB este recomandat la nivel mondial de ctre ITU-R 1114, ca sistem digital A, pentru transmisie terestr i prin satelit. Algoritmul de codificare audio folosit de ctre sistemul DAB a fost supus procesului de standardizare n cadrul MPEG. Modelul interconectat cu sistem deschis ISO pe diferite nivele ISO 7498 a fost folosit pe ct se putea, i legtura cu echipamentul de tehnologie a informaiei i cu reelele de comunicaie a fost pus n aplicare.

Standardele DAB Receptoarele devin disponibile i, dei la ora actual sunt mult mai scumpe dect receptoarele disponibile pentru FM, cu trecerea timpului vor costa doar marginal mai mult. DAB este acum la etapa de punere n aplicare; exist studii la scar larg n alte unsprezece ri europene precum i n alte ri din alte pri ale lumii. Serviciile regulate DAB sunt acum disponibile n Suedia i Marea Britanie, n curnd i n Germania. Sistemul EUREKA-147 este capabil s opereze n orice frecven de band cuprins ntre 30 i 3000 Mhz. Parametrii de stabilire a spectrului necesari pentru sistemul EUREKA sunt bine definii i sunt disponibili n domeniul public. Sistemul a fost pus n aplicare n diferite pri ale lumii la frecvene n jurul a 50, 80, 100, 210-240, 600, 800 i 1452-1492 Mhz. De regul, cu ct frecvena este mai mare, cu att costul de acoperire este mai mare. De asemenea, atenuarea crete odat cu frecvena. Cu toate acestea, toate experimentele i recent serviciile operaionale din banda L arat c sistemul EUREKA funcioneaz foarte bine la frecvene mai mari, inclusiv n banda L. Frecvenele mai mici cum ar fi cele din banda I sunt caracterizate de un nivel ridicat de zgomot artificial, i ar trebui evitate. Introducerea DAB necesit un plan de gndire pe termen lung. n acest scop, spectrul de radio-frecven este suficient pentru a preveni canalele adiacente de interferen ntre serviciile DAB. Spectrul neocupat este necesar n blocuri cu o lime de band de aproximativ 1,75 Mhz. n Europa, un astfel de spectru de sloturi care este folosit pe scar larg de ctre serviciile FM nu este disponibil n mod normal n Banda II. Cea mai mare parte a rilor a optat s nceap serviciile DAB n banda III, care este folosit foarte mult de televiziunea terestr, sau n banda L, care este folosit de serviciile fixe, radio astronomie i servicii de aeronavigaie.

Gama de frecven pentru fiecare band n parte este prezentat n tabelul urmtor: Banda Gama de fercventa Banda I 47-68 MHz Banda II 87-108 MHz Banda III 174-240 MHz Banda L 1452-1467,5 MHz Banda L+ >1467,5 MHz

n Europa, pentru actualele i viitoarele servicii DAB se pot utiliza optzeci i cinci de blocuri de frecven. Aceste blocuri sunt situate n Banda I (47-68 Mhz), Banda II (87-108 Mhz), Banda III (174-240 Mhz) i Banda L (1452-1492 Mhz). Toate benzile de emisie sunt supuse unui regulament care definete coninutul, cum ar fi cel de date sau audio. Astzi, serviciile de date sunt permise, ns nivelul variaz de la ara la ara n funcie de reglementrile regimului de difuzare a programelor naionale, unde sunt disponibile. Cu toate acestea, procesul de convergen a telecomunicaiilor i transmisiilor a nceput deja n diferite ri, deschiznd astfel calea spre emisia complet a datelor. Fiecare bloc de frecvena are o etichet cu dou sau trei caractere, fcnd astfel o utilizare mai simpl pentru consumatori i iniierea lor n program. Sistemul de etichetare a blocurilor de frecven n Banda I VHF i Banda II este pe deplin compatibil cu deja existentele numere de canal de televiziune VHF. Fiecare dintre aceste canale de televiziune poate gzdui patru blocuri DAB. 4.1.4 Digital AM Digital Radio Mondiale (DRM)

Sistemul DRM (Digital Radio Mondiale) va propulsa benzile de transmisie AM sub 30 Mhz - unde scurte unde medii i unde lungi - la nivelul urmtor.

Calitatea audio a DRM este excelent, observndu-se imediat mbuntirea semnalelor analogice AM. DRM poate fi folosit pentru o gam audio de coninut, incluznd mai multe limbi i muzic. n afar de capacitatea de a furniza semnale audio de calitate, DRM are i capacitatea de a integra date i text. Acest coninut suplimentar poate fi afiat pe receptoare DRM pentru a mbunti experiena de ascultare. Spre deosebire de sistemele digitale care necesit o noua frecven de alocare, DRM utilizeaz benzile de frecven de difuzare AM. Semnalul DRM este proiectat pentru a se potrivi cu benzile de emisie AM, pe baza semnalelor cu limea benzii de 9 khz sau 10 khz. Multe dintre existentele transmitoare AM pot fi uor modificate pentru a trasporta semnale DRM. Sistemul DRM utilizeaz un tip de transmisie numit COFDM (Coded Orthogonal Frequency Division Multiplex). Acest lucru implic faptul c toate datele, produse de la semnalele digitale audio codificate i datele asociate sunt repartizate pentru transmiterea pe un numr mare de purttoare. Toate aceste purttoare sunt cuprinse n cadrul alocat canalului de transmisie. Sistemul DRM este conceput n aa fel nct numrul de purttoare poate varia, depinznd de diferii factori, cum ar fi limea de band a canalelor alocate, i de gradul de robustee alocat. Sistemul DRM poate utiliza trei tipuri diferite de codificare audio. Codificarea audio MPEG4 AAC extins de limea de band SBR, este folosit cu un scop general i ofer cea m bun calitate audio. Robusteea semnalelor DRM poate fi ales pentru propagarea n diferite condiii.

4.2 Supravegherea Video prin Circuit Inchis Avansurile tehnologice n domeniul sistemelor de supraveghere n general, al camerelor de luat vederi digitale n special, fac posibil punerea n folosin a sistemelor de supraveghere care pn acum civa ani aparineau n exclusivitate filmelor tiinifico-fantastice. Astzi suntem n poziia de a utiliza sistemele de supraveghere video cu rezoluie ridicat care produc imagini de calitate i fac

desuet cutarea ntre sute sau mii de imagini a uneia care s poat fi prezentat ca prob n justiie. Ctre sfritul anilor 90 n rndul furnizorilor de echipament pentru supraveghere video au aprut productorii de DVR-uri. Prescurtarea DVR nseamn Digital Video Recorder i descrie modul de funcionare al echipamentului. Aceste dispozitive prelucreaz semnalul video analogic din multiple surse de semnal i stocheaz fiierele de imagini pe discuri dure. Pentru a stoca o durat ct mai lung de imagini nregistrate prelucrarea semnalului video include o comprimare de imagine care face ca fiierele de imagini s fie reduse la o fraciune din mrimea rezultat prin simpla digitizare. Unii dintre productorii de DVR-uri fac reclam fiierelor de imagine care cnd sunt stocate pe discurile dure nu ocup dect 2,2Kb. n condiiile n care o imagine normal are o matrice digital de 720 x 486 pixeli, pentru stocarea informaiei coninut ntr-o astfel de imagine este necesar un fiier de circa 1Mb. Se pune aadar ntrebarea ct de eficient terbuie s fie algoritmul de comprimare folosit n procesul de digitizare pentru c prin aceste operaiuni imaginea pe care o recupereaz utilizatorul dup stocare pe discul dur s conin o cantitate de informaie suficient pentru a fi folosit la identificarea persoanelor? Pierderea de informaie este foarte mare, mai ales dac avem n vedere faptul c semnalul video provine de la camere video care produc imagini cu un numr de pixeli efectiv utilizabili ntr-o matrice de imagine de circa 500 (H) pe 450(V). Aadar imaginile sunt captate folosind o rezoluie tipic de mai puin de 200.000 de elemente de imagine (pixeli) care este sarcit i mai mult prin procesare i comprimare. n pofida acestor dezavantaje DVR-urile sunt nc folosite datorit faptului c asigur o stocare i uurin n cutarea imaginilor care nu pot fi obinute dac se utilizeaz nregistrarea pe band magnetic i videocasetofoanele. n ultimii ani evoluia tehnologiei n general i a electronicii digitale n special, a permis o serie de mbuntiri spectaculoase n performanele sistemelor de supraveghere video i a camerelor video digitale. Folosind tehnologia modern, n special senzorii de tip CCD cu scanare progresiv, camerele folosite la captarea imaginilor de supraveghere au evoluat n performane, putnd s depeasc sensibilitatea ochiului uman. Pentru

comparaie, spectrul vizibil este limitat la 700nm n timp ce o camer dotat cu senzori CCD poate s formeze o imagine n spectrul luminii de pn la 1100nm. De asemenea ochiul uman poate s vad o imagine ntr-o scar dinamic de 8 bii n timp ce o camer de supraveghere cu performane foarte bune poate s ajung la 14 bii la 1100nm. Pn nu demult cele mai bune camere de supraveghere folosind tehnologia convenional, puteau s redea o imagine cu o scar dinamic de 8 bii. Calitatea senzorului utilizat n camera video influeneaz rezultatul final: un senzor care are o eficien cuantic mai mare va avea i o performan superioar la redarea imaginilor. n medie senzorii utilizai pentru dispozitive comerciale sunt mai puin eficieni dect senzorii utilizai pentru cercetarea tiinific. Acest avantaj se traduce prin captarea unui coninut informaional al imaginii mult mai ridicat, rezoluia unui senzor de performan putnd fi de circa 3 ori mai ridicat dect a unui senzor comerical. n consecin imaginile captate cu un astfel de sistem pot ajunge la rezoluii neatinse n trecut de pn la 11 Mega Pixeli. O alt mbuntire de data recent este posibilitatea de a modifica parmetrii achiziiei de imagine a camerei video n funcie de condiiile de iluminare din mediul ambiant. De exemplu dac timpul de expunere este prea scurt, cantitatea de lumin care ajunge la senzor nu este suficient pentru a avea o imagine de calitate, n special datorit raportului sczut dintre semnal i zgomot. La polul opus se afl situaia n care timpul de expunere este prea lung. Aceasta va da imagini cu zgomot redus dar tot ceea ce se afl n micare faa de camer va fi manjit, sau micat. Pe masura ce lumina ambiant scade o camera inteligent se va adapta pentru a menine achiziia de imagine in parametrii buni. O camer performant va putea capta o imagine optim prin modificarea continu a timpului de expunere, irisului obiectivului i a raportului dintre semnal si zgomot. n afara tehnicilor de mbuntirea perfomanelor camerelor menionate mai sus, alte evoluii tehnologice care contribuie la mbuntirea calitii imaginilor monitorizate de utilizator sunt:

- transmiterea datelor pe reea Ethernet la capacitai de ordinul Gigabit - comprimarea fiierelor digitale de imagini folosind algoritmi fr pierderi cum ar fi JPEG2000. Aceste tehnici funcioneaz bine n tandem, una completnd-o pe cealalt. Fiierele care sunt prelucrate cu algoritmi de comprimare fr pierderi sunt totui mai mari dect cele provenind din sistemele de supraveghere video convenionale. Transmiterea lor este mult uurat de legarea n reea Ethernet de mare vitez - preferabil 1Gbps - a componentelor sistemului pentru obinerea performanei optime.

Cap.5 Software- AVR flash

Cap .6 Proiectarea sistemului Barier cu raze infraroii-CNX 212

Date tehnice: - Tensiunea de alimentare: 12V; - Curent maxim consumat: 100mA; - Distana maxim : 5m; - Dimensiuni: 65 x 82mm. Prezentare Bariera cu raze infraroii conine dou blocuri: 1) Receptorul realizat cu fototranzistorul sensibil la raze infraroii de tipul IRE5 i circuitul integrat liniar LM358. 2) Emitorul cuprinde oscilatorul realizat cu circuitul integrat CI2 de tipul CD4011 (4001 sau 4093) i dioda LED cu raze infraroii de tipul IRS5. Elementul final de execuie este un releu care are contactele (comun, normal nchis i normal deschis) conectate la un bloc conector triplu.

Recomandari pentru asamblare Se echipeaz placa cu circuitul imprimat conform desenului de echipare i a schemei electrice, n urmtoarea ordine: - rezistoarele, diodele D1, D2, D3, circuitele integrate i poteniometrul P1; - condensatoarele ; - tranzistoarele, diodele LED, fototranzistorul; - releul i conectoarele.

Punere in funciune Se verific vizual, cu atenie, corecta plantare a componentelor electronice conform desenului de echipare i a schemei electrice. Se izoleaz optic LED-ul emitor IRS5 fa de fototranzistorul captor . IRE5 prin acoperirea LED-ului cu un tub din mas plastic, opac, de preferin negru, cu diametrul interior de 5mm, pe o lungime de 20-25mm.

Capul LED-ului prevzut cu lentil ncorporat de focalizare va rmne descoperit. Se potrivete poteniometrul semireglabil P1 n poziia de sensibilitate maxim (se rotete spre dreapta pn la limit, n sensul acelor de ceasornic). Se alimenteaz montajul cu o tensiune stabilizat i bine filtrat de 12V . LED-ul D5 (de culoare verde) trebuie s lumineze, ceea ce va indica funcionarea corect a emitorului. Se aeaz n faa LED-ului D6 i a fototranzistorului T1, perpendicular pe axa optic a acestora, o oglind cu dimensiunile de circa 100 x 100mm, la o distan de 2-3m. Dac oglinda este montat corect, se va aprinde LED-ul D4 (rou). Se ajusteaz fin poziia optim a oglinzii pe maximum de strlucire a D4. Montajul trebuie s funcioneze corect pn la distana de 5m, cu condiia ca oglinda s fie montat n calea razelor diodei emitoare i perpendicular pe acestea. Dup alegerea distanei la care dorim s fie montat oglinda i dup poziionarea corect a acesteia, se regleaz P1 ntr-o asemenea poziie nct LED-ul indicator D4 s aib o strlucire medie (nu maxim). Desenul de echipare

LISTA DE COMPONENTE R1, R9 22k -2 buc. R2, R3, R4, R6, R7, R12, R15 10k- 7 buc. R5 100k -1 buc. R8, R10 4k7 -2 buc. R11, R13, R17 100 -3 buc. R14 56k -1 buc. R16 220 -1 buc. P1 . semireglabil 2M5 -1 buc. C1, C7 2n2 -2 buc. C2-C6 100nF -2 buc. C3, C8 100F/25V -2 buc. C4, C5 100nF -2 buc. D1, D2 1N4148 -2 buc. D3 1N4007 -1 buc. D4 LED (R) -1 buc. D5 LED (V) -1 buc. D6 . LED I.R. IRS-5 -1 buc. T1 . fototranzistor I.R. IRE-5 -1 buc. T2, T3, T4 BC547 -3 buc. IC1 LM358 -1 buc. IC2 CD4011 -1 buc. REL1 Releu 12V/10A -1 buc. CONECTOR (3) -1 buc. CONECTOR (2) -1 buc. Plac CNX 212 -1 buc.

Schema electrica

BIBLIOGRAFIE 1. A.C. Cormo, R.S. Timnea, D. L. Bureea - Circuite integrate digitale noiuni fundamentale Editura Printech Bucureti, 2006 2. T. Oprea - Senzori, traductoare i achiziii de date Note curs, 2008 3. I. Boicu - Sisteme de dirijare a traficului rutier Note curs, 2009 4. http://tet.pub.ro/mat/an3/st_curs/st_curs.php 5. http://www.revistaits.ro/2010/04/13/hello-world/ 6. http://www.revistaits.ro/reviste/2010/04/RevistaITSno.1.pdf 7. http://tet.pub.ro/mat/an3/micro/micro_lab.php 8. http://tet.pub.ro/mat/an3/micro_curs/micro_curs.php 9. http://tet.pub.ro/mat/an4/sdtr_lab/sdtr3.pdf 10.http://ingineriaautomobilului.ro/images/Ingineria%20Automobilului%206.pdf 11.http://www.frame-online.net/top-menu/first-view/furtherreading/PlanningGuideRO.pdf 12. http://www.frame-online.net 13. http://www.ro.wikipedia.org 14. http://www.revistaits.ro