Детальная информация

Выпускная квалификационная работа посвящена созданию методики для проведения анализа геомагнитной активности при помощи мультисенсорного устройства на основе микроконтроллера STM32F745ZGT6 и геомагнитных датчиков BMM150. Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи: - обзор датчиков магнитного поля; - применение датчиков для контроля геомагнитного поля; - опрос датчиков с помощью последовательной шины; - калибровка датчиков; - оценка шумов и чувствительности группы датчиков. В данной работе рассмотрены датчики магнитного поля, используемые для получения параметров магнитного поля. Предложено решение на основе устройства c MEMS датчиками, ввиду их малых габаритных размеров, веса, меньшего энергопотребления и более низкой стоимостью по сравнению с другими устройствами, используемыми в данных приложениях. Описан алгоритм работы с мультисенсорным устройством на основе микроконтроллера STM32 и набора геомагнитных датчиков BMM150: написан программный код для получения по интерфейсу SPI данных, характеризующих уровень магнитного поля. Были произведены измерения и последующая обработка полученных данных, по результатам которой получен анализ геомагнитной активности. В ходе работы также проведена примерная оценка величин шумов и чувствительности набора геомагнитных датчиков, а также их калибровка. Работа проведена на базе Санкт-Петербургского Политехнического университета им. Петра Великого в ауд. 343. Использовались открытые образовательные ресурсы и программы поиска и анализа информации. Использовались средства автоматизации разработки такие как MatLAB. Применено программное обеспечение Keil uVision 5.

The graduate qualification work is devoted to the creation of a methodology for analyzing geomagnetic activity using a multi-sensor device based on the STM32F745ZGT6 microcontroller and BMM150 geomagnetic sensors. To achieve the goal of the work the following tasks were set: - review of magnetic field sensors; - application of sensors for geomagnetic field monitoring; - interrogation of sensors using a serial bus; - calibration of sensors; - evaluation of noise and sensitivity of a group of sensors. The relevance of developing a methodology for analyzing geomagnetic activity is due to the increased influence of space weather on modern technological systems. Geomagnetic disturbances caused by solar activity can significantly affect the operation of satellites, navigation systems, power lines, radio communications, as well as human health. With the increasing dependence on these technologies, the need for accurate, rapid, and affordable methods for analyzing geomagnetic activity becomes especially important. The development of such a technique can improve the efficiency of monitoring and recording magnetic storms. In this paper, magnetic field sensors used to obtain magnetic field parameters are discussed. A solution based on a device with MEMS sensors is proposed due to their small size, weight, lower power consumption and lower cost compared to other devices used in these applications. The algorithm of work with a multisensor device based on STM32 microcontroller and a set of geomagnetic sensors BMM150 is described: the program code for obtaining data characterizing the level of magnetic field via SPI interface was written. Measurements were made and subsequent processing of the obtained data was carried out, the results of which were used to analyze the geomagnetic activity. In the course of the work an approximate estimation of noise values and sensitivity of a set of geomagnetic sensors, as well as their calibration were also carried out. The work was carried out on the basis of Saint-Petersburg Peter the Great Polytechnic University in aud. 343. Open educational resources and programs of information search and analysis were used. Development automation tools such as MatLAB were used. Keil uVision 5 software was used.