Е.А. Волкова, Е.А. Севрюкова, А.Е. Баскаков
НИУ МИЭТ, Зеленоград, Россия
eavolkova2015@mail.ru,
melaly@mail.ru,
9999924816@ya.ru
«Альманах современной метрологии» № 3 (27) 2021, стр. 149–166
УДК 504.064
Аннотация. В настоящее время актуальность проблемы мониторинга, поддержания и восстановления окружающей среды не вызывает сомнений. С ростом нагрузки на окружающую среду, вызванной в основном антропогенными факторами, значение проблемы и необходимость современных технологических решений в этой отрасли растут. Одним из таких решений сегодня являются автоматизированные системы мониторинга окружающей среды.
Для достижения максимальной эффективности в зависимости от условий работы и требований к проведению измерений, в работе предложены три алгоритма концентратора данных (базовый, адаптивный и комбинированный), отличающиеся между собой подходом к опросу сенсоров и отправке данных.
Разработаны базовый, адаптивный и комбинированный алгоритмы работы концентратора данных, которые позволят повысить эффективность работы системы в зависимости от назначения и использования. В работе представлена разработанная функциональная и электрическая схемы устройства концентратора данных.
В статье также описаны разработанные платы для концентратора данных: устройства сбора, обработки и передачи данных и его макета. Приведены рекомендации по практическому применению разработанного устройства.
Ключевые слова: автоматизированная система мониторинга окружающей среды, концентратор данных, мониторинг окружающей среды.
Цитируемая литература
1. Карпов Е., Кузнецова Е. Программно-аппаратная реализация преобразователя управляющих воздействий на базе микроконтроллера Atmega328p // Интеллектуальные системы в производстве. — 2018. — Т. 16. — № 6. — С. 95–102.
2. Nogueira L.C. et al. Data acquisition system and irrigation controller based on CR10X datalogger and TDR sensor // Proceedings-Soil and Crop Science Society of Florida. — 2003. — V. 62. — P. 38–46.
3. Ibrahim D. Design of a GPS data logger device with street-level map interface // Advances in Engineering Software. — 2010. — V. 41. — No. 6. — P. 859–864.
4. Goulao V. et al. A new monitoring and data logger system for industrial cooling equipment applications // IEEE EUROCON-International Conference on Computer as a Tool. — 2011. — P. 1–3.
5. Oviatt S. Multimodal system processing in mobile environments // Proceedings of the 13th annual ACM symposium on User interface software and technology. — 2000. — P. 21–30.
6. Luharuka R., Gao R.X., Krishnamurty S. Design and realization of a portable data logger for physiological sensing [GSR] // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. — 2003. — V. 52. — No. 4. — P. 1289–1295.
7. Mahendra O. et al. Design and implementation of data storage system using USB flash drive in a microcontroller based data logger // International Conference on Automation, Cognitive Science, Optics, Micro Electro-Mechanical System, and Information Technology (ICACOMIT). — IEEE, 2015. — P. 58–62.
8. Akposionu K.N., Nwokoye A.O.C. Design and fabrication of a low-cost data logger for solar energy parameters // Journal of Energy Technologies and Policy. — 2012. — V. 2. — No. 6. — P. 12–17.
9. Bankov D., Khorov E., Lyakhov A. On the limits of LoRaWAN channel access // International Conference on Engineering and Telecommunication (EnT). — IEEE, 2016. — P. 10–14.
10. Татуйко А.Г., Федяева Г.А. Применение энергоэффективных преобразователей напряжения в системах электрооборудования транспорта // САПР и моделирование в современной электронике: сб. науч. тр. II Междунар. науч.-практ. конф. — 2018. — С. 233–234.
11. Волков И.В., Подольный С.В. Импульсный резонансный преобразователь постоянного напряжения с дозированным отбором и передачей энергии // Технiчна електродинамiка. — 2020. — № 1. — С. 10–16.
12. Потапов А.А. Управляемый преобразователь напряжения // Проблемы и перспективы современной науки. — 2019. — С. 20–23.
13. Nanda U., Pattnaik S.K. Universal asynchronous receiver and transmitter (uart) // 3rd International Conference on Advanced Computing and Communication Systems (ICACCS). — IEEE, 2016. — V. 1. — P. 1–5.
14. Kumar K. et al. Low Power UART Design Using Different Nanometer Technology Based FPGA // 8th International Conference on Communication Systems and Network Technologies (CSNT). — IEEE, 2018. — P. 1–3.
15. Schinagl P., Sharp A. Algorithmic analysis and hardware implementation of a two-wire-interface communication analyser // Internet Technologies and Applications (ITA). — IEEE, 2017. — P. 189–193.
16. Raees M. et al. Interfacing of digital TPH sensors with FPGA using I2C interface // IEEE Bombay Section Symposium (IBSS). — 2016. — P. 1–5.
17. Ali I. et al. A design of ultra low power I2C synchronous slave controller with interface voltage level independency in 180 nm CMOS technology // International SoC Design Conference (ISOCC). — IEEE, 2017. — P. 262–263.
18. Dhaker P. Introduction to SPI Interface // Analog Dialogue. — 2018. — V. 52.
19. Hafeez M., Saparon A. IP Core of Serial Peripheral Interface (SPI) with AMBA APB Interface // IEEE 9th Symposium on Computer Applications & Industrial Electronics (ISCAIE). — 2019. — P. 55–59.
20. Zhang Q., Yang Y., Chai C. A high EMS daisy-chain SPI interface for battery monitor system // Journal of Semiconductors. — 2017. — V. 38. — No. 3. — P. 035002.
Статья поступила в редакцию: 16.06.2021 г.
Статья прошла рецензирование: 25.06.2021 г.
Статья принята в работу: 01.07.2021 г.
Статья в полном объеме в Научной электронной библиотеке eLIBRARY.
Оформить подписку и купить печатные номера журнала у издателя.