Водоснабжение и водоотведение

Далее ⇒

Содержание

Введение. 3

1 Историческая справка. 4

2 Основные понятия и типичная структура телеметрической системы.. 11

3 Классификация телеметрических систем. 15

4 Телеметрические датчики и их классификация. 18

5 Сжатие телеметрируемой информации. 22

6 Современные области применения. 26

7 Забойные телеметрические системы.. 37

7.1 Системы с акустическим каналом связи. 39

7.2 Электропроводной канал связи (ЭКС) 40

7.3 Электромагнитный канал связи (ЭМКС) 42

7.4 Гидравлический канал связи (ГКС) 44

7.5 Комбинированный канал связи. 48

Список использованной литературы.. 51

Введение

XXI век называют «Веком информации». Люди научились измерять, обрабатывать, распределять и передавать потоки информации. Состояние науки и техники на данный момент делает её неотъемлемой частью производства и быта.

Человечество стремится к получению достоверной, измеренной с максимальной точность информации, её надёжной и быстрой передаче и обработке. Серьёзность требований приводит к созданию сложных систем и комплексов для работы с информацией на всём пути «измерение – хранение». Таким образом, телеметрические системы нашли применение во многих областях.

В данном реферате рассматриваются некоторые исторические аспекты возникновения и развития теле- и радиометрических систем, виды систем и области их применения, особое внимание уделено забойным телесистемам.

1 Историческая справка

Передача информации по проводам берёт своё начало в XIX столетии. Борис Семенович Якоби (Мориц Герман Якоби) (1801–1874 г.г.), российский ученый, изобретатель и экспериментатор создал телеграфный аппарат и с его помощью организовал линию связи между Зимним дворцом российского императора и Царским селом (1839 г.), а в 1845 между Зимним дворцом и Главным штабом.

Рисунок 1 – Б.С. Якоби Рисунок 2 – Телеграфный аппарат Якоби

В 1839 году в России пущена в эксплуатацию линия семафорного телеграфа между Санкт-Петербургом и Варшавой, ставшая в дальнейшем одной из самых протяженных в мире (1200 км). Сигнал по ней через 149 промежуточных станций шел 15 мин. С внедрением электрического телеграфа действие семафорного телеграфа в 1854 г. прекращено.

24 мая 1844 года Сэмюэль Морзе и Альфред Вэйл закончили постройку первой экспериментальной телеграфной линии между Вашингтоном и Балтимором (США). Морзе послал первое сообщение.

Рисунок 3 – Телеграфный ключ Морзе и Вэйла, которым было передано первое телеграфное сообщение 24 мая 1844

Антонио Меучи (1808-1896 г.г.) изобрел в 1849 году телефонную связь. Ввиду отсутствия средств на регистрацию, не смог запатентовать устройство. Организовал телефонную связь в собственном доме для того, чтобы больная супруга могла вызывать его, когда ей становилось плохо. Провел демонстрацию (1860 г.) устройства для передачи голоса по проводам, во время которой голос певца передавался по телефонным проводам на расстояние нескольких миль. Опубликовал рисунки своего изобретения в 1870 г., на 6 лет раньше Белла (1876 г.).

Рисунок 4 – А. Меучи Рисунок 5 – Телефон Меучи

В 1874 году французские инженеры установили систему датчиков определения погоды и глубины снега на Монблане для передачи информации в режиме реального времени в Париж.

В 1876 Александр Грейм Белл (1847-1922 г.г.) предложил свое изобретение Телеграфной компании («Telegraph Company). Из заключений экспертов: «…Мы установили, что голос очень слаб и неясен… Технически, мы не видим (перспектив), что это устройство будет когда-либо способно к посылке разборчивой речи на расстояние нескольких миль».

Рисунок 6 – А.Г. Белл

В начале 1895 Александр Степанович Попов (1859–1905/06 г.г.) создал «прибор для обнаружения и регистрирования электрических колебаний» – первый радиоприемник. Во время опытов обнаружил, что приемник реагирует также и на грозовые разряды. Построил специальный прибор, записывающий на движущуюся бумажную ленту сигналы, вызванные электромагнитным излучением гроз. Прибор впоследствии был назван «грозоотметчиком» и использовался для изучения характера атмосферных помех. Попов писал: «…При дальнейшем усовершенствовании он может быть применен к передаче сигналов на расстояния при помощи быстрых электрических колебаний».

Рисунок 7 – А.С. Попов Рисунок 8 – Грозоотметчик

2 июня 1896 года Гульельмо Маркони (1874–1937 г.г.) получил патент Великобритании на изобретение беспроводного телеграфирования.

Рисунок 8 – Г. Маркони

Первое использование радиотелеграфной связи в полевых условиях во время Англо-Бурской войны в Южной Африке состоялось в 1899 году. Британский флот успешно использовал радиотелеграф для связи между военно-морскими судами.

Борис Борисович Голицын (1862 —1916 г.г), изобретатель первого электромагнитного сейсмографа, предложил сейсмические станции для регистрации и изучения удалённых землетрясений (телесейсмические) и близких сильных землетрясений (региональные).

В 1906 был построен ряд сейсмических станций, связанных телеметрической связью с Пулковской обсерваторией.

Рисунок 9 – Б.Б. Голицын Рисунок 10 – Сейсмограф Б.Б. Голицына

Первый случай телеэлектрокардиографии зарегистрирован в 1906 г., когда голландский физиолог Эйнтховен соединил больного с аппаратом электрокардиографии телефонным кабелем.

При постройке Панамского канала (законченной в 1914 г.) массово использовались телеметрические системы для мониторинга шлюзов и уровней воды.

Джон Хейс Хаммонд младший (1888–1965 г.г) разработал систему дистанционного управления по радио. Благодаря оборудованию, установленному на экспериментальной яхте, провел (1914 г.) ее, управляя по радио, по маршруту длиной 190 км между Глостером (Gloucester) (штат Массачусетс) и Бостоном.

Беспроводная телеметрия начала применяться в радиозондах, разработанных независимо друг от друга Робертом Бюро во Франции и Павлом Молчановым в России. Система Молчанова измеряла температуру и давления и преобразовывала результаты в код Морзе.

В первой баллистической ракете «Фау-2», разработанной немецким конструктором Вернером фон Брауном и принятая на вооружение Вермахта в конце Второй мировой войны, использовалась система передачи примитивных многократных радиосигналов под названием «Мессина» для получения информации о параметрах ракеты. С помощью системы «Мессина» на ленте наземного приемного аппарата записывались показатели ракеты в полете: отклонение газовых рулей, давление в камере сгорания, давление подачи кислорода и спирта, давление пара на входе в турбину, время включения двигателя. Но эта система оставалась столь ненадёжной, что Вернер фон Браун однажды заявил, что было бы эффективнее следить за ракетой в бинокль. Как в СССР, так и в США на смену системе «Мессина» быстро пришли лучшие системы, основанные на импульсно-позиционной модуляции.

Основное применение в России в послевоенное время телеметрические системы нашли в ракетостроении.

Аналоговая телеметрическая система «Трал» имела общую информативность 6000 измерений в секунду и 48 измерительных каналов.

Система измерения температур (СИТ) позволяла подключать до 32 температурных датчиков на один функциональный канал. Система имела передатчики мощностью более 400 Вт в импульсе (ВИМ-АМ) на ракете.

Система РТС-5 обеспечивала общую информативность 50000 измерений/с при 8-ми измерительных каналах и мощности передатчиков на ракете 6 Вт в непрерывном режиме.

Система радиоконтроля траектории «Факел» совмещала в себе одновременно две системы: приемоответчик сантиметрового диапазона «Факел-С» (ответчик мощностью 10 кВт в импульсе) и передатчик дециметрового диапазона непрерывного излучения для работы со станциями «Иртыш» (маяк «Факел-М»). Система весила более 40 кг и имела большой объем. [3]

12 сентября 1958 года компания Texas Instruments создала первую в мире интегральную микросхему - крошечную полоску германия на стеклянной подложке. На ней был расположен всего один транзистор, пара резисторов и конденсатор.

Фирма Intel в 1971 году создала первый в мире 4-х разрядный микропроцессор 4004, предназначенный для использования в микрокалькуляторах.

Значительные измерения в системах телеметрии и телемеханики произошли в связи с развитием микроэлектроники и микропроцессорой техники. На данный момент основным узлов любой телеметрической системы является микпропроцессор.

Требования современных телесистем к высокой точности измерений и передачи информации, высокой скорости обработки и передачи сообщений ставить новые задачи, направленные как на улучшение технических устройств, так и на создание новых математических алгоритмов обработки информации.

2 Основные понятия и типичная структура телеметрической системы

Телеметрией называется область науки и техники, занимающаяся вопросами разработки и эксплуатации комплекса автоматизированных средств обеспечивающих получение, преобразование, передачу по каналу связи, прием, обработку и регистрацию измерительной информации и информации о событиях с целью контроля на расстоянии состояния и функционирования технических и биологических систем различных объектов и изучения явлений природы. [4]

Более узко телеметрию определяют как измерение на расстоянии физических величин, характеризующих технологический процесс, явление природы, состояние живого организма.

Радиотелеметрия в свою очередь является телеметрией, использующей радиоканалы связи.

Телеметрическая система представляет собой совокупность устройств, обеспечивающих сбор сигналов со средств первичного преобразования, формирование телеметрических сигналов, передачу их по каналу связи, регистрацию и отображение телеметрических сообщений на приемной стороне. [4]

Передаваемая информация включает в себя информацию о результатах измерения физических параметров, состояния контролируемых объектов, изучаемых явлениях или событиях, а также информацию, обеспечивающую работу наземных средств телеметрической системы. Информация, поступающая с объектов телеконтроля, согласно [5], делится на следующие группы:

информация о состоянии систем и агрегатов контролируемого объекта, а также о работе различной аппаратуры;

информация о параметрах окружающего пространства;

информация о медико-биологических параметрах человека и животных.

В состав представленных групп входят разнообразные телеметрируемые параметры (показатели физического процесса, события или изучаемого явления, значения или поведение которого подлежат измерению или контролю).

Телеметрируемые параметры в зависимости от характера изменения во времени делятся на функциональные и сигнальные. Функциональные параметры являются непрерывными функциями времени и, в свою очередь, разделяются на медленно меняющиеся (спектр частот от нуля до 20 – 50 Гц) и быстро меняющиеся (спектр частот до 2…3 кГц и более). Для сигнальных параметров характерно скачкообразное изменение во времени.

К медленно меняющимся параметрам относятся температуры, давления, скорости потоков жидкостей и газов, линейные и угловые перемещения, скорости ускорения и т.д. Вибрации и акустические шумы являются представителями быстро меняющихся параметров. Примером сигнальных параметров служит сигнал «включено – выключено».

Совокупность устройств и (или) составных частей с одним входом и одним выходом, обеспечивающих передачу групповых телеметрических сигналов на расстояние и их прием называется каналом связи. [4]

Линия связи, в отличие от канала может обслуживать несколько источников сообщений, образуя многоканальную линию. Современные телеметрические системы и комплексы, являясь многоканальными, обеспечивают одновременную передачу большого числа измеряемых величин на одной несущей частоте.

Ниже приведены основные показатели телеметрических систем.

Пропускная способность - максимально возможный объем сообщений, который телеметрическая система способна передавать, принимать и регистрировать в единицу времени. [4]

Дальность связи характеризует максимальное расстояние, при котором обеспечивается требуемая вероятность связи (вероятность получения в течение сеанса связи телеметрических сообщений).

Погрешность телеметрирования – это отклонение оценки телеметрируемого параметра или какой-либо его характеристики от истинного значения. [4]

Требования, предъявляемые при проектировании телеметрической системы, и особенности её построения зависят от назначения и условий применения данной системы. Например, если телеметрическая система входит в состав системы телеуправления в качестве информационного звена, решающую роль играет быстрота и достоверность получения данных телеизмерений. В случае передачи информации на большие расстояния важнейшее значение приобретает энергетическая эффективность радиолинии, определяемая затратами энергии на одну двоичную единицу информации.

Общие требования, предъявляемые к телеметрическим системам, следующие:

возможность одновременной передачи большого числа разнообразных параметров (от нескольких десятков до нескольких сотен);

обеспечение заданной точности, которая оценивается для систем средней, высокой и очень высокой точности среднеквадратическими погрешностями 3…5 %, 1…2 % и 0,1…0,5 % соответственно;

возможность оперативного изменения состава измеряемых параметров с учётом их важнейших особенностей (скорости измерения во времени, скорости передачи и др.);

высокую степень автоматизации процессов сбора, передачи и обработки данных;

обеспечение высокой надёжности телеметрической аппаратуры и ряда других эксплуатационных требований (малый вес, объём, стоимость в расчёте на одно измерение или одну двоичную единицу информации). [5]

Рисунок 11 – Упрощённая структура телеметрической системы

Типичная телеметрическая система содержит, как показано на рисунке 11, три основные части:

- источник данных, который обычно является датчиком, преобразующим измеряемые параметры в электрические сигналы;

- способ передачи данных;

- приемное устройство и восстановление переданных данных.

3 Классификация телеметрических систем

По назначению телеметрические системы подразделяются на оперативные, регистрирующие и комбинированные.

Оперативные входят в состав системы телеуправления в качестве информационного звена. Измерительная информация, получаемая с помощью телеметрической системы, используется с целью формирования команд управления.

Регистрирующие системы служат для документальной регистрации большого числа разнообразных телеметрических параметров, характеризующих работу агрегатов и систем объекта, параметров окружающего пространства, медико-биологических параметров и др. По сравнению с оперативными системами, регистрирующие имеют большое число каналов и характеризуются значительным временем обработки информации.

Комбинированные телеметрические системы выполняют функции как оперативных, так и регистрирующих систем. Большинство современных ТС относятся к комбинированным системам.

В зависимости от области применения ТС можно разделить на ряд типов: для контроля производственных процессов, для различных научных исследований, для испытаний авиационной, ракетно-космической техники и т.п.

По принципу измерения телеметрируемых параметров системы можно разделить на системы телесигнализации и системы телеизмерений.

Первые служат главным образом для передачи отдельных значений телеметрируемых параметров и событий «да - нет», «включено – выключено», «работает – не работает». Как правило системы телесигнализации отличаются относительно невысокой скоростью передачи данных.

Системы второго типа позволяют контролировать характер изменения телеметрируемых параметров во времени с необходимой точностью, а также передавать дискретные (сигналы) сообщения. Каналы связи этих систем обычно отличается высокой пропускной способностью.

По способу разделения каналов ТС подразделяют на системы с проводным каналом, радиоканалом и оптическим каналом связи.

Системы проводной телеметрии широко применяются в промышленности и военном деле.

По принципу использования канала связи системы телеметрии подразделяются на системы с собственным каналом и с совмещённым каналом.

По способу передачи телеметрической информации ТС делятся на аналоговые и цифровые.

По пропускной способности ТС делятся на системы малой, средней и высокой информативности.

К телеметрическим системам малой информативности относятся системы, где граничная частота телеметрируемых параметров F_m = 5…15 Гц, а суммарная полезная полоса частот всех каналов F_сум = 300…500 Гц.

Системы средней информативности, используемые для передачи широкополосной информации, характеризуются значениями
F_m = 100…2000 Гц и F_сум = 5000 Гц.

В системах высокой информативности F_m = 100…2000 Гц и
F_сум = 4000…20000 Гц.

В зависимости от способа обслуживания ТС можно разделить на неадаптивные и адаптивные (самонастраивающиеся или приспосабливающиеся).

Последние отличаются значительной сложностью, но более высокой гибкостью. Они позволяют менять программу телеизмерений, точность передачи и частоты дискретизации телеметрируемых параметров, регулировать скорости передачи данных, приспосабливаться к изменениям помеховой обстановки в канале связи и т.д. Исключение избыточности данных, которые не передаются по каналу связи и не представляют ценности для потребителя информации, даёт экономический эффект.

Рисунок 12 – Классификация телеметрических систем

4 Телеметрические датчики и их классификация

Одно из главных средств телеметрии - устройство, являющееся источником информации – датчик.

Элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контролируемую величину (температуру, давление, частоту, силу света, электрическое напряжение, ток и т.д.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, обработки, регистрации, а иногда и для воздействия им на управляемые процессы называют датчиком.

Упрощённо, датчик – это устройство, преобразующее входное воздействие любой физической величины в сигнал, удобный для дальнейшего использования.

Совокупность операций, направленная на установление численного значения телеметрируемого параметра, составляет процесс телеизмерения. Так как при измерении используются электронные средства обработки сигнала, необходимо сначала преобразовать измеряемый параметр в эквивалентную электрическую величину. Это значит, что полученная электрическая величина должна содержать всю информацию об измеряемом параметре .

Различают характеристики датчиков для статического и динамического режимов работы.

Статические характеристики датчика:

- коэффициент преобразования или чувствительность,

, (1)

где и - приращение сигнала и параметра соответственно;

- порог чувствительности (разрешающая способность) – минимальное изменение параметра , вызывающее изменение выходного сигнала и превышающее уровень собственных шумов датчика.

Динамические свойства датчика характеризуются инерционностью. Для экспериментального определения динамических свойств датчика применяются стандартные типовые входные воздействия. По реакции на выходе датчика судят о его инерционных свойствах.

Характеристиками датчиков являются также диапазон измерений, надёжность, габариты и масса, потребляемая мощность и др.

Основные требования, предъявляемые к датчикам, это однозначная зависимость выходной величины от входной, стабильность характеристик во времени, высокая чувствительность, малые размеры и масса, отсутствие обратного воздействия на контролируемый процесс и на контролируемый параметр, работа при различных условиях эксплуатации, различные варианты монтажа.

В зависимости от вида входной (измеряемой) величины различают:

- датчики механических перемещений (линейных и угловых),

- пневматические,

- электрические,

- расходомеры,

- датчики скорости,

- ускорения,

- усилия,

- температуры,

- давления и др.

По форме представления сигнала датчики делят на:

- аналоговые датчики, т. е. датчики, вырабатывающие аналоговый сигнал, пропорционально изменению входной величины;

- цифровые датчики, генерирующие последовательность импульсов или двоичное слово;

- бинарные (двоичные) датчики, которые вырабатывают сигнал только двух уровней: «включено/выключено» (иначе говоря, 0 или 1).

По характеру электрического сигнала:

- датчики постоянного тока (ЭДС или напряжения),

- датчики амплитуды переменного тока (ЭДС или напряжения),

- датчики частоты переменного тока (ЭДС или напряжения),

- датчики сопротивления (активного, индуктивного или емкостного) и др.

В зависимости от метода преобразования неэлектрических величин в электрические сигналы различают активные (генераторные) и пассивные (параметрические) датчики. Генераторные датчики осуществляют непосредственное преобразование входной величины в электрический сигнал. Параметрические датчики входную величину преобразуют в изменение какого-либо электрического параметра (R, L или C) датчика.

Таблица 1 – Физические эффекты, используемые для построения активных датчиков

Измеряемая величина	Используемый эффект	Выходная величина
Температура	Термоэлектрический эффект	Напряжение
Поток оптического излучения	Пироэлектрический эффект Внешний фотоэффект Внутренний фотоэффект в полупроводнике Фотоэлектромагнитный эффект	Заряд Ток Напряжение Напряжение
Сила, давление, ускорение	Пьезоэлектрический эффект	Заряд
Скорость	Электромагнитная индукция	Напряжение
Перемещение	Эффект Холла	Напряжение

Таблица 2 – Физические принципы преобразования величин и материалы, используемые для построения пассивных датчиков

Измеряемая величина	Электрическая характеристика, изменяющаяся под действием измеряемой величины	Тип используемых материалов
Температура	Сопротивление	Металлы (платина, никель, медь), полупроводники
Сверхнизкие температуры	Диэлектрическая проницаемость	Стекло, керамика
Поток оптического излучения	Сопротивление	Полупроводники
Деформация	Сопротивление	Сплавы никеля, легированный кремний
Емкость	Магнитная проницаемость	Ферромагнитные сплавы
Перемещение	Сопротивление	Магниторезистивные материалы, висмут, антимонид
Влажность	Сопротивление, диэлектрическая проницаемость	Хлористый литий, окись алюминия, полимеры
Уровень	Диэлектрическая проницаемость	Жидкие изоляционные материалы

5 Сжатие телеметрируемой информации

Телеметрические системы, являясь «нервной системой» сложных автоматизированных комплексов, контроль состояния которых и управление которыми требуют огромных и всё возрастающих потоков информации. Таким образом, возникает необходимость сжатия телеметрической информации. Существует ряд стимулов для решения данной проблемы:

- уменьшение огромных потоков цифровых данных с целью разгрузки, упрощения и рационального использования каналов, сужение полосы пропускания каналов, сокращение объёмов памяти выходных регистрирующих устройств;

- повышение оперативности в управлении сложными объектами благодаря быстрому получению необходимой информации из сжатых данных;

- большая экономия, достигаемая при надлежащем сжатии данных, за счёт упрощения и уменьшения объёмов регистрирующих устройств.

Целью сжатия данных является формирование минимального количества величин, обеспечивающих представление в общем случае непрерывного поведения параметра с заданной вероятностью. При такой постановке задачи передаваемыми величинами не обязательно должны быть значения параметров в точках опроса, потому что при заданной вероятности и определённом виде исходного параметра минимизация может быть достигнута лишь путём соответствующего выбора вида этих величин. [5]

Последние в минимальном их количестве как раз и являются обобщенным концентрированным математическим представлением, которое позволяет количественно оценить информацию, содержащуюся в передаваемых данных и являющуюся полезной для потребителя.

При таком определении информация должна оцениваться количеством измеренных величин и точностью их отсчёта, так как каждую передаваемую величину можно рассматривать как обобщенное измерение параметра в отличие от ординат параметра в точках опроса, которые являются измерениями в обычном смысле.

Если представить информационный канал телеметрической системы (для одного датчика) в виде модели, представленной на рисунке 11, то рассматриваемая задача сжатия данных относится к кодеру источника.

Датчик формирует электрический сигнал, являющийся материальным носителем сообщения об измеряемом физическом параметре. Сообщение может быть передано целиком или по частям.

Задача кодера источника заключается в компактном дискретном представлении сообщений датчика. Задачей кодера канала связи является согласование сообщений, поступающих из кодера источника, с каналом связи с целью наиболее эффективного использования последнего. В частности, в кодере канала связи может быть введена определённая избыточность в передаваемых сообщениях, определяемая статическими характеристиками сообщений и помех.

Декодер канала связи и декодер сообщений совершают обратные преобразования.

Можно выделить два класса преобразований, направленных на сжатие передаваемой информации: необратимые преобразования и квазиобратимые.

Рисунок 13 – Классификация методов сжатия данных

В результате необратимых преобразований контролируемый процесс можно восстановить как функцию времени, но необходимые данные представляются в виде конечного полезного результата.

Квазиобратимые преобразования позволяют представить контролируемый процесс меньшим числом координат, но достаточным для воспроизведения параметра как функции времени с заданной точностью.

Необратимые преобразования в ряде случаев могут дать весьма высокие коэффициенты сжатия, однако в настоящее время для анализа поведения отдельных систем и элементов конструкции телеметрируемых объектов требуется в результате измерений иметь оценки функций, описывающих изменение величин параметров во времени. Такие оценки могут быть получены лишь с помощью квазиобратимых преобразований.

Учет математического ожидания и шкалы процесса широко используется на практике и является простейшим мероприятием, способствующим сжатию данных, если априори известно математическое ожидание параметра, то, очевидно, нет смысла передавать информацию о нём, поскольку оно может быть восстановлено в месте приёма по априорным сведениям.

Уменьшение числа координат сообщений достигается различными методами. Сокращение объёма каждой координаты достигается тремя путями: квантованием шкалы координат с неравномерным шагом, статистическим кодированием уровней квантования и нелинейным преобразованием значений координат.

Для проведения этих операций требуется априорная оценка плотности распределения вероятностей значений каждой координаты. Задача минимизации объёма сообщений не всегда может быть разделена на уменьшение числа координат и объёма каждой координаты.

Такое разделение возможно при условии, что способ представления сообщений выбирается для системы без шумов с учётом лишь координатной ошибки (ошибки представления), а ошибки, вносимые шумами системы (помехи, аппаратурные ошибки и др.), учитываются отдельно.

Решение задачи сжатия сводится к выбору двух операторов: представления и обработки. Оператор представления может характеризоваться способами формирования координат, основными из которых являются регулярный и адаптивный. Оператор обработки может полностью характеризоваться видом базисных функций в пространстве параметров.

При регулярном представлении всё время наблюдения разбивается на интервалы равной длины, и на каждом интервале формируется число координат, равное n, одинаковое для всех интервалов. Длительность сообщения и число координат в нём выбираются заранее по априорным сведениям. В качестве координат могут быть использованы мгновенное значение параметра в точках опроса, коэффициенты разложения в ряд функции, описывающей поведение телеметрируемого параметра на данном интервале, или другие функционалы.

Адаптивный способ формирования координат отличается от регулярного тем, что некоторые параметры изменяются в соответствии с видом текущей реализации. В случае однопараметрической адаптации может фиксироваться деятельность сообщения, и тогда изменяется число формируемых координат, либо наоборот. При двухпараметрической адаптации изменяется как число формируемых координат, так и длительность сообщения.

6 Современные области применения

Сельское хозяйство.

От своевременного предоставления данных зависит благополучное состояние сельскохозяйственных культур и получение хороших урожаев, качественное хранение овощей в овощехранилищах.

Для управления хранением овощей необходимо контролировать несколько параметров: контроль температуры, влажности, кратность воздухообмена (контроль углекислого газа) и циркуляции воздуха в камере хранения.

Для мониторинга заболеваний растений и для соразмерного орошения беспроводные метеостанции играют важную роль, они передают на базовую станцию информацию о важных параметрах, необходимых для принятия решений. Основные измеряемые параметры: температура и относительная влажность воздуха, выпадение осадков и влажность листвы (для построения моделей профилактики заболеваний), солнечная радиация, скорость ветра (для расчёта испарения), увлажнённость почвы (для принятия решений об орошении). Поскольку местные микроклиматы могут существенно различаться, такую информацию необходимо получать буквально прямо от сельскохозяйственных культур. Обычно станции мониторинга используются солнечные батареи для обеспечения энергонезависимости станций от местной инфраструктуры и передают данные, используя наземное радио или спутниковые системы.

Рисунок 14 – Метеостанция беспроводная

Водоснабжение и водоотведение.

Телеметрия применяется при оценке качества воды и измерения показателей потока: в автоматических водосчётчиках, мониторинге подводных вод, определении утечек в распределительных трубопроводах. Данные получаются практически в реальном времени и позволяют незамедлительно реагировать на происшествия.

Рисунок 15 – Обобщенная структурная схема системы телемеханики с системой обнаружения утечек (СЛТМ -Система линейной телемеханики)

Медицина.

Телеметрия (биотелеметрия) используется для наблюдения за пациентами, находящимися под угрозой возникновения патологической сердечной деятельности, в основном пребывающих в кардиологических диспансерах. К таким пациентам подключаются измерительные, записывающие и передающие устройства. Зарегистрированные данные могут быть использованы врачами в диагностике состояния пациента. Благодаря функциям сигнала тревоги медицинские сёстры могут быть оповещены при возникновении резких обострений или опасных состояний для пациента.

Рисунок 16 – Медицинская on-line консультация

Далее ⇒