CC BY
7APRIL 27-28, 2023
MASOFAVIY MA'LUMOT UZATISH QURILMASINI YARATISH ASOSIDA SUV RESURSLARI MONITORINGINI YURITISH APPARAT DASTURIY VOSITALARI 1Djumanov Jamoljon Xudaykulovich, 2Rajabov Farxat Farmanovich, 3Jamolov
Xudoyorxon Muzaffar o'g'li
1TATU «Kompuyter tizimlari» kafedrasi professori 2TATU «Kompuyter tizimlari» kafedrasi PhD,dotsenti 3TATU «Kompuyter tizimlari» kafedrasi assistenti https://doi.org/10.5281/zenodo.7861795
Abstract. In this article, the PGA460-model equipment is used for the production of equipment in monitoring the distribution of water resources, the principle of connection and operation, installation and maintenance. Measuring systems and technologies in the production of constituent classifications and main criteria of water devices, measuring and verifying the reliability characteristics of meters - devices. Thus, the changes in this field are to achieve new results in the calculation of water resources data in innovative technologies of measurement and water management.
Keywords: PGA460 model, I2C, SPI, UART,USB parameter,water metering, automation, sensor, test mode, operating mode, metering station.
I. KIRISH
Suv resurslariga antropogen ta'sirning ko'payishi, suv resurslarining sifati va miqdor ko'rsatkichlari o'zgarishi, gidrotexnika inshootlari va melioratsiya tizimlarining eskirib borayotgani uchun hamda suvni hisoblashning oqilona tizimi yo'qligi uchun suv resurslarining barqaror rivojlanishini ta'minlaydigan, O'zbekiston iqtisodiyoti uchun foydali mukammal tizim ishlab chiqqilishi zarur.
O'zbekiston Respublikasi Prezidentining 2017 yil 4 may, PQ-2954-sonli qarori «2017— 2021 yillarda yer osti suvlari zaxiralaridan oqilona foydalanishni nazorat qilish va hisobga olishni tartibga solish chora-tadbirlari to'g'risida»gi hamda 2026 yilgacha eng avvalo e'tibor qaratiladigan asosiy sohalardan beshinchisi - aholini toza ichimlik suvi bilan ta'minlash masalalari mavzuning dolzarbligini belgilaydi.
Hozirgi kunda jahon aholisining ichimlik suviga bo'lgan talablarini qondirish uchun yer osti suv resurslaridan oqilona foydalanish muhim ahamiyat kasb etadi. Jahondagi mavjud suv zahirasidan 97% sho'rlangan suvlar bo'lib, 3% chuchuk suv hisoblanadi. Ichimlik suv manbaining 68% muzliklarda jamlangan, daryo va ko'llar chuchuk suv manbalarining faqatgina 2%ni, ya'ni 93 ming km3 tashkil qiladi. Ichimlik suv manbaining 30% yer osti gidrosferasida joylashgandir []. Shu sababli yer osti gidrosferasi holatini o'rganishda va yer osti suvlaridan samarali foydalanish, ma'lumotlar bazasini shakllantirish, geofiltratsiya jarayonlarni matematik modellash usullarini takomillashtirish dolzarb masalalardan hisoblanadi. Rivojlangan mamlakatlarda, jumladan AQSh, Germaniya, Kanada, Daniya, Yaponiya, Fransiya, Rossiyada murakkab gidrogeologik sharoitlarda yuz berayotgan hodisa va jarayonlarni boshqarishda kompyuterlashgan va matematik modellash usullaridan keng foydalanilmoqda.
II. ASOSIY QISM
Geofiltratsiya modellarining sezgirlik tahlili bu model parametrlarining simulyatsiya natijalariga qanchalik ta'sir qilishini, ya'ni yer osti suvlarining bosimi va oqim tezligini
APRIL 27-28, 2023
baholashdan iborat. Ushbu tahlil natijasi filtratsiya oqimining tuzilishini tubdan tushunishdir. Bundan tashqari, sezgirlikni tahlil qilish modelni kalibrlashning ajralmas qismi hisoblanadi. Olingan model qiymatlarini haqiqiy parametrlar bilan taqqoslash nuqtai nazaridan eng nozik parametrlar eng muhim bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, sezgirlikni tahlil qilish model xatosini tavsiflash uchun samarali vositadir. Agar natijaninig xato tahlili model xatosining sonli bahosini belgilashga imkon bersa, unda sezgirlik tahlili uni samarali kalibrlash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan model haqida qo'shimcha ma'lumot beradi.
PGA460 moduli Texas Instruments (TI) PGA460 ultrasonik qurilmasining signal protsessoriga asoslangan bo'lib, u ultratovush o'tkazgich drayverini, qabul qilgichni va signal protsessorini bitta paketda birlashtirgan yuqori darajada integratsiyalashgan qurilmadir. PGA460 moduli shuningdek, ma'lumotlarni qayta ishlash, filtrlash va aloqa kabi turli vazifalarni bajarish uchun dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan bortli mikrokontrollerni ham o'z ichiga oladi.
PGA460 ultratovush moduli masofani o'lchash, ob'ektni aniqlash va yaqinlikni sezishni talab qiladigan keng ko'lamli ilovalar uchun mo'ljallangan ilg'or ultratovush sensori modulidir. Modul ixcham, kam quvvatli paketda yuqori aniqlik va ishonchli o'lchovlarni ta'minlash uchun ilg'or signalni qayta ishlash texnikasi va o'rnatilgan raqamli signal protsessoridan (DSP) foydalanadi. PGA460 moduli qurulmalardan ultratovush to'lqinlarining portlashini chiqarish va to'lqinlarning maqsadli ob'ektga va qabul qiluvchiga qaytish vaqtini o'lchash orqali ishlaydi. Keyin modul ultratovush to'lqinlarining parvoz vaqti va muhitdagi tovush tezligi (havo, suv yoki qattiq) asosida masofani hisoblab chiqadi. PGA460 moduli infraqizil, lazer yoki radar sensorlari kabi boshqa masofali sensorlarga nisbatan bir qancha afzalliklarga ega. Misol uchun, ultratovush to'lqinlari boshqa sensorlarning ishlashiga xalaqit berishi mumkin bo'lgan atrof-muhit yorug'ligi, chang yoki tutundan ta'sirlanmaydi. Ultrasonik to'lqinlar, shuningdek, ba'zi materiallar, masalan, plastmassa yoki shisha orqali o'tib, modulga to'siqlar ortidagi narsalarni aniqlash imkonini beradi.
1.1. rasm PGA460 modeli PGA460 moduli ultratovush to'lqinlarining chastotasi, quvvati va namuna olish tezligi, tetik va aks-sado puls kengligi va ma'lumotlarni qayta ishlash algoritmi kabi turli parametrlarni sozlash orqali turli ilovalar uchun optimallashtirilishi mumkin. Modul, shuningdek, o'lchovlarning aniqligiga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan harorat, namlik va boshqa atrof-muhit omillarini hisobga olish uchun sozlanishi mumkin.
APRIL 27-28, 2023
1.2. rasm PGA460 ulanish sxemasi Texnik xususiyatlari PGA460 Texas Instruments kompaniyasining PGA460 oilasi chiplari to'liq integratsiyalashgan ultratovushli o'lchash echimlarini ishlab chiqish uchun zarur bo'lgan barcha komponentlarni o'z ichiga olgan chip ustidagi tizimlardir. Oilada iste'molchi ilovalari uchun PGA460TPW chipi va ba'zi so'nggi ilovalar uchun talab qilinishi mumkin bo'lgan AEC-Q100 avtomobil spetsifikatsiyasiga javob beradigan PGA460TPWQ1 mavjud. Uning yordami bilan o'lchangan masofalar diapazoni 0,3 ... 10 m, harorat oralig'i -40 ... 105 ° S. PGA460TPW ning funktsional blok diagrammasi. IC quyidagi asosiy funktsional birliklarga ega: NMOS emitter chiqish drayveri, past shovqin kuchaytirgich (<7 nV/VHz), signal protsessor, 12bit 1 MS/s SAR analog-raqamli konvertor, boshqaruv bloki. Yordamchi komponentlar: <5 °C aniqlikdagi harorat sensori, chiqish bosqichini haddan tashqari yukdan himoya qilish davri, o'rnatilgan o'z-o'zini diagnostika va boshqa komponentlar PGA460 moduli turli mikrokontrollerlar va I2C, SPI, UART va USB kabi aloqa protokollari bilan interfeysga kirishi mumkin. Modul, shuningdek, signallarni ishga tushirish, aktuatorlarni boshqarish yoki boshqa qurilmalar bilan aloqa qilish kabi turli vazifalarni bajarish uchun dasturlashtirilishi mumkin. PGA460 - bu transmitterni chiqish drayveri, qabul qilgich, ADC, signal protsessori, boshqaruv bloki, interfeyslar va himoya bilan bir paketda birlashtirgan chip-on-a- chip . Bunga standart tashqi mikrokontroller qo'shilsa, biz ultratovush masofasini o'lchashning to'liq tizimini olamiz. Havo muhiti uchun masofalarni aniqlash uchun ultratovush texnologiyalarining eng ko'p qo'llanilishi amalga oshirildi. Bunday holda, elektr signali ma'lum bir yo'nalishda chiqarilgan ultratovush to'lqinlariga aylanadi; to'lqinning tarqalish yo'lida havo muhitidan boshqa xususiyatlarga ega bo'lgan ob'ekt mavjud bo'lganda, aks ettirish (aks-sado) sodir bo'ladi; aks ettirilgan to'lqinlar qabul qiluvchi tomonidan qabul qilinadi, 1-rasmda ko'rsatilgandek. Xuddi shu harakatlar ketma-ketligi, lekin chiqarilgan va qabul qilingan elektr signallarining birlashtirilgan vaqt diagrammasi shaklida taqdim etilgan, 2-rasmda ko'rsatilgan, undan ko'rish mumkin. bu usul yordamida o'lchashda chiqarilgan signalni nazorat qilish va aks ettirilgan signalni qayta ishlash zarurligi.
APRIL 27-28, 2023
1.3.rasm Ultra tovushli o'lchash prinsipi
1.4.rasm Mos keladigan elektr signallarining diagrammasi Ob'ektgacha bo'lgan masofa ultratovush emissiyasining boshlanishidan aks ettirilgan signalning kelishigacha bo'lgan vaqtga to'g'ridan-to'g'ri proportsionaldir (formula 1):
v *t
s =
2
s = Masoafa v = Tovush tezligi t = Qabul qilish vaqti
Havo muhiti uchun masofalarni aniqlash uchun ultratovush texnologiyalarining eng ko'p qo'llanilishi amalga oshirildi. Bunday holda, elektr signali ma'lum bir yo'nalishda chiqarilgan ultratovush to'lqinlariga aylanadi; to'lqinning tarqalish yo'lida havo muhitidan boshqa xususiyatlarga ega bo'lgan ob'ekt mavjud bo'lganda, aks ettirish (aks-sado) sodir bo'ladi; aks ettirilgan to'lqinlar qabul qiluvchi tomonidan qabul qilinadi, 1-rasmda ko'rsatilgandek. Xuddi shu harakatlar ketma-ketligi, lekin chiqarilgan va qabul qilingan elektr signallarining birlashtirilgan vaqt diagrammasi shaklida taqdim etilgan. Masofalarni o'lchashda ultratovushdan jo'natish sanoat standarti 30...480 kHz chastota diapazoni oladi. Bunday holda, o'lchovlar aniq bo'lishi kerak, quvvat holda ushlab baland bo'lishi kerak. Misol uchun, 30 ... 80 kHz chastotalarda, 1 sm, 180 ... 480 kHz chastotalarda esa 1 mm gacha bo'lgan ruxsat berish mumkin. Bu usul bilan olingan o'lchovlarning aniqligi boshqa ko'plab holatlarga, havo haroratiga ham shunday bo'lishi kerak, uni nazorat qilish kerak. va bunday konvertorlar uchun qo'shimcha talab - membranani qurish uchun komponentlovchi transformator. Masofalarni o'lchashda ultratovushdan jo'natish
APRIL 27-28, 2023
sanoat standarti 30...480 kHz chastota diapazoni oladi. Bunday holda, o'lchovlar aniq bo'lishi kerak, quvvat holda ushlab baland bo'lishi kerak. Misol uchun, 30 ... 80 kHz chastotalarda, 1 sm, 180 ... 480 kHz chastotalarda esa 1 mm gacha bo'lgan ruxsat berish mumkin. Bu usul bilan olingan o'lchovlarning aniqligi boshqa ko'plab holatlarga, havo haroratiga ham shunday bo'lishi kerak, uni nazorat qilish kerak. An'anaviy ultratovush texnologiyalari emitentdan ob'ektgacha bo'lgan masofani aniq o'lchash uchun mo'ljallangan va ma'lum bir yo'nalishda va ma'lum masofada ob'ektni aniqlashni aniqlash uchun mo'ljallangan texnologiyaga bo'linishi mumkin. Birinchi qism uchuvchisiz qo'nish tizimlari, robototexnikadagi to'qnashuvlarni turg'izish, ultratovushli avtogoh tizimlari, boshqa muhim ilovalarni o'z ichiga oladi. Ikkinchisi ishlab chiqarishda va uyda ko'plab ilovalarni o'z ichiga oladi. Masofalarni o'lchash va ob'ektlarni lokalizatsiya qilish uchun boshqa texnologiyadan yuklash mumkin. Ularning qiyosiy xarakteristikalari 1-jadvalda tarkib.
Jadva l 1.
Turli jismoniy printsiplarga nisbatan o'lchovlarni taqqoslash
OTchov turi Ultrasonik Infraqizil SigMmli MikrotoTqinli
Masofa,m 0.5......10 0,1.5 0,7 gacha < 20
Ruxsat,mm 0,1...10 50 0,3.0,5 < 1
Tolqin chastotasi 40.. .450 kHz 38 kHz 25 kHz; 0,1.10 MGts 24.77 gigagerts
Ortacha quvvat,mVt 100 <10 2.5 1000 dan ortiq
Uzatuvchi qabul qiluvchi Piezoelektrik yoki elektrostatik qurilma Infraqizil diod va qabul qiluvchi fotodiod Kondensator plitalari Qabul qiluvchi va uzatuvchi antennalar
Atrof-muhitga qarshilik Yuqori Zaif Zaif Yuqori
1-jadvaldan ko'rinib turibdiki, har xil talablar va qo'llash shartlari bo'yicha har tomonlama boshqalardan ustun bo'lgan yagona texnologiya yo'q. Ammo ultratovushli o'lchash usuli yuqoridagi parametrlarning hech biri bo'yicha eng yomoni emas, shunga ko'ra u keng ko'lamli ilovalarga ega. Ultrasonik o'lchovlarning sxemasi va loyihasini amalga oshirish ancha murakkab. Shu sababli, Texas Instruments tomonidan ishlab chiqarilgan PGA460 chipining ko'rinishi, deyarli barcha kerakli narsalarni bitta chipda birlashtirgan, ultratovush yordamida masofani o'lchash yordamida mahsulotlarning hech bo'lmaganda sxema qismini amalga oshirishni osonlashtiradi.
Xulosa
Xulosa qilib aytganda, PGA460 ultratovush moduli masofani o'lchash va ob'ektni aniqlash uchun ko'p qirrali va ishonchli sensordir. Uning ixcham o'lchamlari, kam quvvat iste'moli va oson integratsiyalashuvi uni aniq va ishonchli masofani o'lchash talab qilinadigan turli ilovalar uchun ideal tanlov qiladi. PGA460 modulining apparat va dasturiy ta'minotini optimallashtirish orqali biz uning ish faoliyatini oshirishimiz va uni maxsus dastur talablariga moslashtirishimiz mumkin.
APRIL 27-28, 2023
REFERENCES
1. Джуманов Ж.Х. "Геоинформационные технологии в гидрогеологии", Ташкент, 2016, с. 28
2. Джуманов Ж.Х. Применение автоматизированных измерительных датчиков для ведения мониторинга подземных вод Республике Узбекистан // Геология и минеральные ресурсы - Т., 2011. №4. С.23-28.
3. Хушвактов С.Х., Мирсоатов А.М., Анорбоев Э.А., Мардиев У.Б. Автоматизация измерения и дистанционная передача гидрогеологических данных // Геология ва минерал ресурслар. - 2019. - № 1. - 46-48 б.
4. Djumanov J.Kh., Khushvaktov S.Kh., Kuchkorov T., Anorboev E.A. Automated measuring systems in monitoring the hydrogeological characteristics of aquifers // Science and innovation. - UIF-2022: 8.2. - Volume 1, ISSUE 6, ISSN: 2181-3337. - p.209-217.
5. https://www.compel.ru/lib/90627
