Беспроводные системы мониторинга
Общая информация
Успехи современной микроэлектроники позволяют в настоящее время интегрировать на одном кристалле разнородные технологии. В результате в одной микросхеме стало возможно объединение микропроцессора с радиомодемом, что обеспечивает технологическую возможность реализации разного рода сетевых протоколов. Малые размеры элементов цифровой радиосвязи и наличие в них возможностей сетевого взаимодействия привели к появлению целого спектра новых применений средств управления и наблюдения за пространственно распределенными объектами. Новое направление разработок получило название — «сенсорная сеть».
«Сенсорная сеть» (Sensor Networks) является сегодня устоявшимся термином, обозначающим распределенную, самоорганизующуюся, устойчивую к отказу отдельных элементов сеть миниатюрных электронных устройств, обменивающихся информацией по беспроводным каналам связи, необслуживаемых и не требующих специальной установки. Ключевой особенностью сенсорных сетей является способность ретрансляции сообщений от одного элемента к другому, что позволяет передавать информацию на значительное расстояние при малой мощности передатчиков.
Проблематика таких перспективных систем затрагивает множество научно-технических дисциплин:
- фундаментальные проблемы разработки сенсоров;
- микроэлектронику, особенно в части синергии различных микротехнологий и технологий микроэлектромеханических систем (MEMS);
- локальные и телекоммуникационные сетевые топологии и взаимодействия на уровне протоколов;
- проблемы массового параллелизма (на уровне массово-распределенных сенсоров);
- проблемы искусственного интеллекта, систем принятия решений и т.д.
В ИТМиВТ разработаны собственная реализация стандарта на сенсорные беспроводные сети ZigBee и спецификация более совершенного протокола с рабочим названием SNAP (Sensor Network Advanced Protocol ), лишенного функциональных ограничений ZigBee. По своим характеристикам, предлагаемые решения существенно превосходят известные аналоги отечественных и зарубежных производителей в части автономности и гибкости установки.
Технология сенсорных сетей предназначена для использования в системах мониторинга и контроля, в распределенных сетях автономных датчиков, при развертывании беспроводных информационных сетей для недорогих низкопотребляющих систем, использующихся в коммерческой, промышленной и домашней автоматике.
Компетенции лаборатории
В ИТМиВТ с 2005 года ведутся исследования в области беспроводных технологий мониторинга и к настоящему времени накоплен необходимый опыт в области разработки уникальных отраслевых решений на базе сенсорных сетей. Основные компетенции специалистов нашей лаборатории:
- разработка аппаратно-программных комплексов для создания систем беспроводного контроля и мониторинга;
- разработка протоколов сетевого взаимодействия на основе стандартов ZigBee/802.15.4;
- разработка программного обеспечения взаимодействия с сенсорной сетью;
- разработка новых методик измерений (съёма аналоговых данных) для узлов сенсорной сети, в частности, создание измерительного стенда для съема изменений параметров нагруженных конструкций;
- реализация эффективных алгоритмов сжатия речевых данных и периодических аналоговых сигналов;
- создание новых схемотехнических решений для ввода аналоговых данных с различных датчиков;
- управление проектами в соответствии с международными стандартами.
Направления работ
Инженерные системы зданий и сооружений
- Пожарная сигнализация
- Охранные системы
- Система контроля доступа
- Мониторинг целостности зданий
- Система учета коммунальных услуг
- Система контроля климата
Промышленный мониторинг
- Автоматизация площадочных объектов нефтедобычи
- Системы контроля добычи нефти и пластовых вод
- Система обнаружения утечек на нефтепроводах
Сектор государственных и заказных проектов
Статьи лаборатории
- IEEE 802.15.4 и его программная надстройка ZigBee
Телемультимедиа, 8 мая 2008 г.
Беспроводные сети привлекают внимание пользователей и разработчиков массой преимуществ, которыми они обладают по сравнению с проводными сетями: это гибкая архитектура, снижение затрат при монтаже и др. На сегодняшний день чаще всего применяются три стандарта беспроводной связи по радиоканалу: GSM, WiFi и Bluetooth. Однако этого набора стандартов недостаточно для оптимального решения всех сетевых задач. В данной статье пойдет речь об альтернативной спецификации — IEEE 802.15.4 и связанном с ней стандарте ZigBee.
- Применение технологии сенсорных сетей в нефтедобыче
Коммерсантъ, № 87, 23 мая 2007 г.
Компания «Открытые Технологии» и ФГУП «Институт точной механики и вычислительной техники имени С. А. Лебедева Российской Академии наук (ИТМиВТ) представляют новый продукт — беспроводные сенсорные сети.
- Анализ методов позиционирования узлов беспроводной сенсорной сети
В докладе приводится описание базовой техники позиционирования, приведена классификация существующих схем локализации, анализируется их применимость в производственных помещениях, а также на открытой местности.
- Хронометризация событий в беспроводных сенсорных сетях
В докладе приводится описание базовой техники, применяемой в существующих схемах синхронизации времени; описываются модели поведения локальных часов, а также взаимодействия устройств сети; проводится классификация задач синхронизации; дан обзор существующих подходов к синхронизации времени в беспроводных сенсорных сетях.
- Адаптивный алгоритм быстрой доставки сообщений по выделенным направлениям для беспроводных сетей датчиков
В данной статье речь пойдет о специальной схеме синхронизации узлов, обеспечивающей быструю доставку сообщений по сети, и при этом сохраняющей низкий уровень энергопотребления.
- Обеспечение быстрой доставки сообщений по выделенным направлениям в беспроводных измерительно-вычислительных сетях
- Беспроводная сетевая технология мониторинга состояния физиологических показателей лабораторных животных
Представляется беспроводная сетевая технология мониторинга с минимальным стрессом за состояния физиологических показателей мелких лабораторных животных.
- Сенсорные сети: универсальная отладочная платформа уровня узла
Появление возможности интегрирования в вычислительные структуры технологии беспроводной связи позволяет создавать новые типы систем сбора и обработки информации о состоянии распределенных объектов. Дешевизна аппаратных средств, их малое энергопотребление и возможность практически неограниченного тиражирования, делают актуальной постановку задачи о создании проекта типового узла распределенной однородной системы сбора и обработки данных.
- Опыт разработки имплантируемой биотелеметрической системы мониторинга лабораторных
животных
В статье рассматривается опыт разработки распределенной информационной системы проведения биомедицинских лабораторных исследований, включающей в себя имплантируемые электронные модули, предназначенный для функционирования внутри мелких лабораторных животных (крыс). Назначение системы — проведение длительных измерений физиологических показателей животных с минимальным вносимым стрессом.
Лицензии и сертификаты
- Лицензия № ГК 001976 на осуществление картографических, геодезических, топографических работ, выдана 28 мая 2002 г.
- Лицензия № Б 329707 на работы, связанные с использованием сведений, составляющих государственную тайну, выдана 18 августа 2004 г.
- Лицензия № Д 826759 на проектирование зданий и сооружений I и II уровней ответственности в соответствии с государственным стандартом, выдана 29 декабря 2006 г.
- Лицензия № Д 826760 на строительство зданий и сооружений I и II уровней ответственности в соответствии с государственным стандартом, выдана 29 декабря 2006 г.
- Сертификат соответствия ISO 9001:2000, № К 06866, выдан 2 октября 2006 г.
- Сертификат соответствия № РОСС RU. ГБ05.В02212 на серийный выпуск устройств УБПД (узел беспроводной передачи данных) с маркировкой взрывозащиты, выдан 3 марта 2008 г.
- Разрешение на применение устройства УБПД (узел беспроводной передачи данных) с маркировкой взрывозащиты 0ExiaIICT4 X, выдано 3 апреля 2008 г.
- Сертификат соответствия системы охранно-пожарной сигнализации «FireBee» требованиям пожарной безопасности, выдан 30 мая 2008 г.
- Сертификат соответствия системы охранно-пожарной сигнализации «FireBee» требованиям нормативных документов, выдан 30 мая 2008 г.
|
 |
Видеоролик «Сенсорные сети», avi, 33,9 МБ
Новости лаборатории
|
