Научная статья на тему 'Концепция интеллектуального автоматизированного мониторинга окружающей среды'

Концепция интеллектуального автоматизированного мониторинга окружающей среды Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

CC BY
314
114
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭКОЛОГИЯ / МОНИТОРИНГ / МЕЖВЕДОМСТВЕННАЯ СИСТЕМА / М2М / ОДНОПЛАТНЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ

Аннотация научной статьи по компьютерным и информационным наукам, автор научной работы — Слаутин Юрий Александрович, Полевщиков Иван Сергеевич

В статье рассматривается вопрос создания единой межведомственной системы экологического мониторинга с размещением интеллектуальных средств анализа, обработки данных с датчиков и средств передачи данных. Применение данной разработки ведет к существенному пересмотру технологии сбора, анализа и централизации обработки данных, средств оповещения и принятия решений при техногенной обстановке.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по компьютерным и информационным наукам , автор научной работы — Слаутин Юрий Александрович, Полевщиков Иван Сергеевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Концепция интеллектуального автоматизированного мониторинга окружающей среды»

________МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №7/2015 ISSN 2410-700Х___________

3. Файзрахманов Р.А., Долгова Е.В., Файзрахманов Р.Р. Моделирование представления информации в задачах автоматической обработки веб-страниц и извлечения веб-информации // Вестник Ижевского государственного технического университета. 2011. № 2. С. 176-179.

4. Сычев А.В. Web-технологии. URL: intuit.ru/department/internet/webtechno (дата обращения: 7.07.2015).

5. Рамел Д. Самуоучитель Joomla!: Пер. с англ. СПб.: БХВ-Петербург, 2008. 448 с.

6. Литвинов С.В. Профессиональная социальная сеть «Сообщество пользователей уникальным научным оборудованием» // Инженерный вестник Дона. 2010. №1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1e2010/172.

7. Полевщиков И.С., Файзрахманов Р.А., Ноткин А.М. Особенности навигации в веб-приложениях ASP.NET // Актуальные проблемы науки: сб. науч. тр. по материалам Междунар. науч.-практ. конф. 30 мая 2011 г.: в 4 частях. Часть 3. Тамбов: ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2011. С. 109-111.

8. Полевщиков И.С., Файзрахманов Р.А., Ноткин А.М. Особенности формирования текстовых документов с помощью веб-приложений ASP.NET // Современные вопросы науки - XXI век: сб. науч. тр. по мат-лам Междунар. науч.-практ. конф. 27 июня 2011 г.: в 2 частях. Часть 2. Тамбов: ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2011.С. 99-101.

© Ю.А. Слаутин, И.С. Полевщиков, 2015

УДК 004

Слаутин Юрий Александрович,

старший преподаватель Полевщиков Иван Сергеевич,

аспирант, ассистент

ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», г. Пермь

E-mail: i.s.polevshchikov@gmail.com

КОНЦЕПЦИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МОНИТОРИНГА

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация

В статье рассматривается вопрос создания единой межведомственной системы экологического мониторинга с размещением интеллектуальных средств анализа, обработки данных с датчиков и средств передачи данных. Применение данной разработки ведет к существенному пересмотру технологии сбора, анализа и централизации обработки данных, средств оповещения и принятия решений при техногенной обстановке.

Ключевые слова

Экология, мониторинг, межведомственная система, М2М, одноплатные компьютеры. Разработка автоматизированной информационной системы экологического мониторинга является актуальной задачей, поскольку такая система может являться основой разработки природоохранной политики и планирования социально-экономического развития территорий и регионов. Рассмотрим особенности разработки данной автоматизированной системы на основе существующих научных разработок

[1-7].

Разрабатываемая система экологического мониторинга будет использована для решения следующих

задач:

1) автоматизированный сбор и передача первичной информации, ее накопление, систематизация, анализ и формирование банка данных;

2) представление данных в удобном и наглядном виде (таблицы, графики, карты и т.п.);

3) оперативное обеспечение необходимой информацией всех заинтересованных лиц.

42

_______МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №7/2015 ISSN 2410-700Х_________

Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию: о состоянии окружающей среды; о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния; о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом; о существующих резервах биосферы.

В соответствии с возложенными на систему функциями мониторинг включает три основных направления деятельности: наблюдение за факторами воздействия и состоянием среды; оценку фактического состояния среды; прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.

Целью является разработка единой автоматизированной системы сбора, анализа и обработки данных на основе раздельных комплексов, объединенных в общую систему мониторинга данных, снимаемых с программируемых интеллектуальных многофункциональных автономных терминалов-датчиков, основанных на развертывании различных телеметрических М2М систем, начиная от картографического сервиса, заканчивая таким мощным инструментом, как Google Tables, имеющим возможность визуализации всевозможных табличных данных, предоставляемых удаленными контроллерами. Сбор информации ведется с использованием геоцентрических модулей, работающих с использованием 3G модемов, со стандартами HSDPA/UMTS 2100/1900/850, EDGE/GPR/GSMS 1900/1800/900/850 в частотном диапазоне 850/900/1900/2100.

Техническим терминалом-обработчиком системы является программный комплекс с датчиками различного назначения с применением недорогого автономного микрокомпьютера, на базе микроконтроллера для М2М приложений, который обрабатывает информацию с подключенных датчиков с использованием операционной системы в удобные для передачи пакеты в виде конечных результатов.

Потребляемая мощность собственно микроконтроллера не превышает 3,5 Вт, что позволяет основную программную обработку с датчиков перенести на исследуемый объект (берег моря, дерево в лесу, участок почвы, ручей и т.п.). Дальнейшая обработка и анализ информации ведется на центральном компьютере территории (региона), типа АРМ дежурного эколога по региону.

Сбор и передача уже обработанных конечных файлов ведется интерактивно с использованием геоинформационных систем (ГИС) региона по существующим каналам GSM, 3G и другим.

Список использованной литературы:

1. Дулепов В.И., Лескова О.А. Экосистемный анализ. Владивосток: ВГУЭС. 2006. 248 с.

2. Игнатенко Г.К. Первичная обработка данных экологического мониторинга. Обнинск: ИАТЭ. 2006. 76с.

3. Инженерная экология: Учебник для вузов / Под ред. В.Т. Медведева. - М.: Гардарика, 2002. - 687с.

4. Темичев А.А., Файзрахманов Р.А. Проблемы современных распределенных систем мониторинга // Современные тенденции в образовании и науке: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: в 26 частях. 2013. С. 132-133.

5. Костарев С.Н., Файзрахманов Р.А., Середа Т.Г. Разработка модели анаэробного биореактора полигона твердых бытовых отходов // Экологические системы и приборы. 2012. № 9. С. 46-52.

6. Костарев С.Н., Середа Т.Г., Клюкин А.А., Файзрахманов Р.А. Создание автоматизированной системы непрерывной информационной поддержки принятия решений при управлении безопасным состоянием объекта захоронения отходов // Промышленные АСУ и контроллеры. 2012. № 11. С. 1-5.

7. Темичев А.А., Файзрахманов Р.А. Интеллектуализация процесса оценки производительности систем мониторинга // Актуальные вопросы образования и науки: сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: в 11 частях. 2014. С. 136-138.

8. Файзрахманов Р.А., Слаутин Ю.А., Володин В.Д., Бикметов Р.Р., Шаронов А.А. Технические аспекты создания комплексной автоматизированной информационной системы интеллектуального мониторинга окружающей среды // Устойчивое развитие. — 2013. — №10 - С. 67-72.

© Ю.А. Слаутин, И.С. Полевщиков, 2015

43

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» №7/2015 ISSN 2410-700Х____

УДК 004

Слаутин Юрий Александрович,

старший преподаватель Полевщиков Иван Сергеевич,

аспирант, ассистент

ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», г. Пермь

E-mail: i.s.polevshchikov@gmail.com

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ РЕАЛИЗАЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Аннотация

В статье рассмотрены особенности технической реализации единой системы экологического мониторинга на основе современных М2М технологий.

Ключевые слова

Экология, мониторинг, межведомственная система, М2М, одноплатные компьютеры.

Создание автоматизированной информационной системы экологического мониторинга является актуальной задачей, поскольку такая система может являться основой разработки природоохранной политики и планирования социально-экономического развития территорий и регионов. Рассмотрим особенности технической реализации данной системы на основе современных М2М технологий и с использованием существующих научных разработок [1-7].

Был разработан дешевый, компактный автономный одноплатный терминал-обработчик на базе микрокомпьютера на основе системы на кристалле BCM2835 компании Broadcom [7]. Внешний вид разработанного компьютера, имеющего компактные размеры, показан на рис. 1:

Рисунок 1 - Внешний вид терминала для М2М приложений

На основе данного одноплатного компьютера был разработан универсальный коммуникационный терминал-контроллер, который подключается к существующему оборудованию для реализации возможности передачи данных по беспроводным каналам 3G и Wi-Fi. Структурная схема такого контроллера приведена на рис. 2.

Рисунок 2 - Структурная схема коммуникационного контроллера на основе одноплатного терминала

44

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.