Die Aufgabe war, die speziellen Funktionen unserer Microkontroller, wie A/D-Wandler, I/O-Ports, Pulsweitenmodulation und Counter, via den Profibus anzusteuern und zu verwenden. Um den ganzen Ablauf zu kontrollieren und zu steuern, schrieben wir eine einfache Mastersoftware, damit auch einemunerfahrenen Profibusanwender die Möglichkeit geboten wird, unsere Slaves zu steuern.

Für beide Slaves entwickelten wir eine modulare Software, welche die speziellen Funktionen ansteuert. Die gesamte Mastersoftware für die Steuerung des Profibusses via dem Master-Kontroller wurde von uns selber entwickelt. Um das ganze anschaulicher zu machen, bauten wir eine kleine Förderanlage zur Demonstration unserer Arbeit.

Das intelligente Heim, ein Stichwort, das seit Jahren durch die Medien geistert und letzthin gerade mit Bill Gates neuer Villa einen Höhepunkt erfahren hat. Neben phantastischen Gerüchten gibt es die durchaus reale Haustechnik, die computergesteuert das Leben erleichtert.

Unser System ist für den Privatbereich konzipiert: In jedem Raum kann anstelle eines einfachen Lichtschalters ein kleiner Bildschirm an der Wand angebracht sein. Durch einfache Berührung der Symbole auf diesem Bildschirm kann die gesamte Haustechnik (Licht, Heizung, Alarmanlage, etc.) bedient werden.

Hinter jedem Bildschirm und bei allen Geräten der Haustechnik gibt es einen kleinen Computer (Zielsystem), der die Steuerung und Kommunikation überwacht. Durch Antippen einer Schaltfläche auf dem Bildschirm schaltet man also nicht mehr einfach den Strom ein und aus, sondern sendet einen Befehl an das entsprechende Gerät. Diese Befehle übertragen die Computer über eine spezielle Datenleitung einen sogenannten RS485-Bus.

Zur Koordination der Kommunikation haben wir einen PC eingesetzt der über einen Adapter an den Bus angeschlossen ist (Master). Die Software haben wir in Turbo Pascal implementiert.

Für die Zielsysteme (Slaves) entwickelten wir eine eigene Baugruppe mit Mikrokontoller, Speicher und IO-Bausteinen. Für die Diplomarbeit stellten wir sechs solcher Systeme her, um verschiedene Anwendungen demonstrieren zu können. Als Programmierwerkzeuge kam ein C-Crosscompiler von Keil-Software und ein In-Circuit-Emulator von Metalink zum Einsatz.

Automation ist in der heutigen Zeit besonders in Hochlohnländern ein kaum mehr wegzudenkender Begriff. Immer wieder hört man von Firmen, die sich dank Rationalisierung und Optimierung der Arbeitsabläufe aus den roten Zahlen herausgerettet haben. Ein Schwerpunkt in der Automation bilden Sensoren und Aktoren, mit welchen ein System überhaupt programmgesteuert betrieben werden kann. Damit aber diese Komponenten miteinander kommunizieren können, bedarf es einer Verbindung zu einer übergeordneten Steuerung. Weiter ist die Sicherheit des Datenaustausches sowie die einfache Wartung des Systems von grosser Bedeutung. Damit nicht unzählige Kabel durch eine Maschinenhalle gelegt werden müssen, drängt sich bald einmal ein Bussystem, ein sogenannter Feldbus, auf. Aktuator Sensor Interface, kurz ASI, ist ein neuerer Feldbus (1994), der aufgrund der oben beschriebenen Gesichtspunkte entwickelt worden ist. Wie bei vielen anderen Neueinführungen in der Industrie sind bereits bestehende Systeme im Einsatz, die nach wie vor ihre Existenzberechtigung haben. Damit aber nicht zwei voneinander isolierte Bussysteme nebeneinander arbeiten müssen, können sie durch einen Übergang miteinander verbunden werden. Der Grundgedanke unserer Arbeit liegt deshalb in der Kopplung des ASI- mit dem CAN-Bus (Controller Area Network).

Zunächst wurde die Funktionsweise des ASI-Busses anhand der Spezifikation wie auch eines aus Einzelkomponenten gekauften und aufgebauten Systems studiert. Anhand der errungenen Erkenntnisse überlegten wir uns, wie wir einen eigenen Master realisieren könnten. Da die ASI-Spezifikation nicht viel Spielraum offen hält, bestand ein grosser Teil unserer Arbeit darin, die Vorgaben umzusetzen.

Ein ASI-Master wurde hardwaremässig praktisch vollständig selber entwickelt. Darüber hinaus wurde eine Software für ein lauffähiges ASI-System realisiert, welche die Datenübertragung zwischen dem Master und zwei Slaves erlaubt.

Das Ziel dieser Arbeit war es, ein dezentrales Messsystem mit eigenständigen Messmodulen zu designen und zu erstellen. Die Messmodule, bestehend aus einem Entwicklungs-Mikrokontroller-Board und einer Zusatzplatine, sind auf eine frei wählbare Art (Funk, Infrarot, serieller Bus) mit einem PC vernetzt. Die Mess- module sammeln auf Befehl mit bis zu vier Kanälen Daten und speichern sie in ihrem eigenen Speicher. Der Computer befiehlt alle Aktionen. Er kann die Daten später einlesen, darstellen und abspeichern.

Die Zusatzplatine für das MC-Board enthält nur die für die Kommunikation wichtigen Elemente. Von den Adapterplatinen für die verschiedenen Verbindungen wurde als erste Priorität nur der RS-485 Anschluss realisiert.Die Modul-Software kann alle Befehle ausführen, Aus Geschwindigkeitsgründen wurden zwei Versionen erstellt. Mit dem PC-Programm, geschrieben in Delphi, lassen sich alle Befehle an die Module senden sowie die Messdaten wie verlangt verwalten.

Leider konnten keine realen Messungen auf freiem Felde durchgeführt werden. Abgesehen davon kann ein Grossteil der Aufgabe als gelöst betrachtet werden. Der grösste Lerneffekt war ein Projekt in Delphi zu schreiben.

In dieser Diplomarbeit ging es darum, mit einem bestehenden Zielsystem, das auf einem 80C537 Prozessor basiert, eine Steuerung für ein Strassenradarsystem zu entwickeln. Dieses batteriebetriebene System wird am Strassenrand aufgestellt und zeigt dem Automobilisten seine aktuelle Geschwindigkeit an. Zusammen mit einem PC können Fahrzeuge für Verkehrsstatistiken erfasst werden. Das Programm, das dabei auf dem PC läuft, war ebenfalls ein Bestandteil dieser Arbeit.

Die Geschwindigkeit wird von einem fertigen Radarmodul gemessen, das nach dem Doppler-Prinzip arbeitet. Das Ausgangssignal des Radars wird durch Hardwareschaltungen aufbereitet und der Steuerung für die Auswertung zur Verfügung gestellt. Sensoren erfassen die Anzahl und die Art der Fahrzeuge und stellen diese Informationen ebenfalls der Steuerung zur Verfügung. Die Steuerung gibt die ausgewerteten Daten an die Anzeige oder an einen angeschlossenen PC weiter.

Für die Entwicklung stand uns die Keil Software, Messgeräte und ein bereits bestehender Prototyp zur Verfügung. Die Keil Software enthält einen C Compiler und einen Zielsystemdebugger, mit dessen Hilfe die Software auf dem Zielsystem ausgetestet werden kann. Für die Codierung des Statistikprogrammes auf dem PC verwendeten wir Delphi. Der bestehende Prototyp konnte als Richtlinie und Anhaltspunkt verwendet werden. Er hat jedoch nur die Funktion, die Geschwindigkeit anzuzeigen.

Das im Rahmen dieser Diplomarbeit entstandene System ist auch ein Prototyp, der jedoch zusammen mit der entwickelten Software für den PC um die Statistikfunktion erweitert wurde. Die Messung, das Anzeigen der Geschwindigkeit und das Statistikprogramm sind funktionstüchtig. Die Fahrtrichtung der Fahrzeuge kann durch die Software noch nicht erkannt werden. Deshalb wird auch die Geschwindigkeit von Fahrzeugen angezeigt, die aufgrund ihrer Fahrtrichtung die Anzeige gar nicht sehen können. Die oben erwähnten Sensoren sind in dieser Version noch durch einfache Tasten ausgeführt.