Метод и алгоритмы управления потоками данных в беспроводных системах промышленного мониторинга

• Автор: Иванова, Ирина Алексеевна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ ДАННЫХ В БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ ПРОМЫШЛЕННОГО МОНИТОРИНГА

1.1. Организация передачи данных в беспроводных системах промышленного мониторинга

1.1.1 Объекты и способы промышленного мониторинга

с помощью беспроводных систем

1.1.2 Технологии беспроводных сенсорных сетей как основа сбора и передачи данных в системах промышленного мониторинга
1.2 Управление информационными потоками в беспроводных системах промышленного мониторинга

1.2.1 Способы формирования схемы передачи данных

в беспроводных системах

1.2.2 Способы агрегации данных в беспроводных системах

1.2.3 Коммуникационные модели передачи данных
в беспроводных системах
1.3 Постановка задачи управления потоками данных
в беспроводных системах промышленного мониторинга и пути сс решения
1.4 Выводы
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА УПРАВЛЕНИЯ ПОТОКАМИ ДАННЫХ В БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ ПРОМЫШЛЕННОГО МОНИТОРИНГА
2.1. Зона покрытия беспроводной сенсорной сети
2.1.1. Основные понятия и определения элементов зоны
покрытия беспроводной сенсорной сети
2.1.2. Определение Лгзонного перекрытия периметра
2.1.3 Алгоритм определения границ зоны покрытия
2.2. Алгоритм управления схемой обмена данными беспроводной
системы промышленного мониторинга
2.2.1 Формирование дерева передачи данных
2.2.2 Управление схемой обмена данными в беспроводной системе с использование кода Прюфера
2.3 Выводы
ГЛАВА 3. ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ЗАПРОСОВ К БАЗЕ ДАННЫХ БЕСПРОВОДНОЙ СЕНСОРНОЙ СЕТИ В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
3.1 Основные операции манипулирования данными в БД БСС
3.2 Система управления запросами к базе данных в БСС
3.2.1 Структура запроса
3.2.2 Структу ра менеджера запроса
3.2.3 Схема управления запросами
3.3. Операторы запросов
3.3.1 Основные операторы
3.3.2 Процедура использования оператора для организации запросов к БД
3.3.3 Процедура использования оператора II
3.4. Модули базы данных
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ В БЕСПРОВОДНЫХ СИСТЕМАХ ПРОМЫШЛЕННОГО МОНИТОРИНГА
4.1. Апробирование алгоритма определения зоны покрытия
беспроводной сенсорной сети 1 1
4.2. Оценка энергопотребления беспроводной системы в
задаче промышленного мониторинга
4.3. Апробирование системы запросов к потокам данных
в беспроводных системах промышленного мониторинга
4.4. Методика управления потоками данных в беспроводных системах промышленного мониторинга
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Разработана автоматизированная система управления потоками данных в БС. Разработана система запросов к базе данных БСС для получения необходимой информации для принятия решения управления потоками данных. Для решения поставленных задач использовались методы геометрической вероятности, комбинаторного анализа, сетевых технологий, теории графов, математическое моделирование, технологии объектно-ориентированного программирования. Разработана математическая модель определения зоны покрытия сети на основе геометрической вероятности. Впервые разработана математическая модель процесса соединения узлов БС на основе кода Прюфера. Разработан алгоритм определения зоны покрытия узлов БСС в условиях неопределенности. Разработан алгоритм построения дерева передачи данных в БС на основе кода Прюфера, отличающийся от существующих способом идентификации узлов. Разработана методика управления потоками данных в БС в условиях неопределенности. Для создания, модификации, управления потоками данных в> БСС создана система структурированных запросов на основе SQL-подобных языков. Для управления энергетической эффективностью и целостностью данных предложена новая процедура использования операторов WITHIN и CASE. Разработана автоматизированная система управления потоками данных в БСС, которая состоит из двух модулей: серверного модуля для стационарных узлов (базовых станций) и сенсорного модуля для динамических и случайных узлов. Предложенные модели и методы управления информационными потоками в БС доведены до конкретных алгоритмов, на основе которых создано программное обеспечение (ПО). В результате практического использования разработанного ПО удалось снизить энергетические затраты при управлении и взаимодействии узлов беспроводной сети. Это позволило повысить эффективность прохождения информации по БС. Разработанное ПО «Программное обеспечение автоматизации мониторинга клиентских терминалов спутниковой связи («SWAM Satellite Communication»)» было внедрено в состав программного комплекса, разрабатываемого в ООО КБ «ЭлектроиСистема». На данное ПО получено свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ в Федеральной службе по собственности, патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ) № , г. Разработанные методические положения использованы в учебном процессе при подготовке специалистов на кафедре «Автоматизированные системы управления и информационные технологии» ГОУ ВПО «Московский государственный университет приборостроения и информатики». Результаты работы докладывались на международной конференции «Современные направления теоретических и прикладных исследований » (Украина, г. Одесса, г. Четвертой Всероссийской научно-практической конференции «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии» (г. Оренбург, г. Экологические системы, приборы и чистые технологии» (г. Москва, г. Пятой международной конференции-выставке «Промышленные АСУ и контроллеры : от А до Я» (г. Москва, г. ЭВМ в Федеральной службе по собственности, патентам и товарным знакам (РОСПАТЕНТ) № , г. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, состоящего из 5 наименований, и 3-х приложений. Основная часть диссертации содержит - 2 страницы машинописного текста, включая рисунков и таблиц. Организация передачи данных в. В настоящее время наблюдается усложнение технических систем, что требует разработки новых подходов к их исследованию- и наблюдению. Одним из направлений данной области является, мониторинг объектов-исследований. Объектами исследований могут быть промышленные объекты, объекты повышенной опасности, биологические и техногенные, системы и т. Чаще всего измеряемыми параметрами являются температура, давление, влажность, освещенность, а также параметры, индивидуальные для каждого исследуемого объекта. Мониторинг — это систематическое, специальным образом организованное наблюдение за состоянием объектов, явлений, процессов с целью их изучения, контроля, управления. Объектами . Например, для раннего обнаружения очагов возгорания в лесных массивах, сбора данных о погоде и т.