101
Сурет 3.15 - ЖЖОТ түрлендіргіші бар екі көпірлік схеманы MicroCap
бағдарламасында моделдеу
3.4 Жинақталған ON-LINE жүйелерде көппараметрлі жиілік
датчиктерінің жұмысына арналған алгоритмдер мен бағдарлама жобалау
Ерекше маңызды нысандардың СМК ақпараттық қауіпсіздігін қамтамасыз
ету мақсатында «өзіміздікі-бөгде» принципі бойынша датчиктерді кезең
бойынша сәйкестендіруді жүргізу керек, мұндай сәйкестендіру үшін автордың
қатысуымен жасалған ақпараттық жүйе қызмет ететінін айта кету қажет [59, с.
44]. Оны нақтырақ қарастырайық.
Ұялы байланыс құралдарының таратылуының заманауи деңгейі
метеорологиялық, фискалды, медициналық және радиациялық бақылаудың
жинақталған ON-LINE ақпараттық-өлшеу жүйелерін (ары қарай мәтін бойынша
- АӨЖ) қолдану мүмкіндіктерін ашады. Бұл жүйелер ұялы байланыс
құралдарын тұтынушыларға, мысалы, орын мен уақытқа байланысты
метеопараметрлерін болжамдауы бар қоршаған ортаның жағдайы туралы
102
ақпаратты беру мүмкін. Сейсмикалық және радиациялық бақылау АӨЖ ТЖМ
қызметтеріне радиациялық жағдай мен жер сілкінісін алды-ала бақылауды
жүргізу үшін қажет. Медициналық бақылаудың АӨЖ медициналық қызмет
көрсетудің сапасы мен жеделдігін жоғарылатудың, сонымен қатар экстремалды
оқиғаларда адамдардың жағдайын бақылау перспективаларын ашады. Сонымен
қатар, жанартаулардың атқылауы, жарылыстар, су тасқындары мен т.б. әр түрлі
табиғи және техногендік құбылыстардың қарқынын бақылау және тіркеу АӨЖ
қолдану перспективасы бар. Құру идеологиясы бұрын негізделген техногендік
нысандарымен қоршаған ортаны ластандыруын бақылаудың аймақтық
жинақталған АӨЖ өзін жүзеге асыру кезегін күтіп тұр.
Осы жинақталған ON-LINE ақпараттық жүйелерінің сезім органдары
ретінде метрологиялық және басқа параметрлерін бүкіл жүйенің квалиметрлік
және метрологиялық сипаттамалары нақты беретін физикалық шамаларының әр
түрлі датчиктері болып табылады. 3.1-кестесінде көрсетілген датчиктердің
шығыс электр сигналдарының белгілі түрлерінен бірқатар объективті
жағдайлар бойынша ФШД шығыс сигналдың пішімі ретінде жиілікті таңдау ең
қолайлы болып табылады:
- жиілікті сигналдың электромагниттік кедергілердің әсеріне аумалы
күйде болмауы;
- өлшенетін көлемнің тікелей сандық кодын қалыптастыру мүмкіндігі;
- қателіктің көрсетілген шегі бар өлшеудің аз уақыты.
Кесте 3.1
ФШД шығыс
электр сигналының
түрі
Шығыс
сигналының
шектері
өлше
мі
Кедергіге
төзімділігі
Бір дүркін
өлшеу уақыты,
секундтар
Кернеу (амплитуда)
0 – 1; 1 – 99; 1 -
999
V
Төмен
0,01- 1
Ток
0 – 4; 4 – 20; 0.1 -
99
A
Орташа
0.1 - 1
Төмен деңгейдегі
жиілік
10
3
- 10
6
Гц
Жоғары
0,001 - 1
Жоғары деңгейдегі
жиілік
10
7
- 10
9
Гц
Жоғары
10
-4
– 10
-6
Ұжымдық қолданудың жинақталған ON-LINE ақпараттық жүйесінің
жалпыланған құрылымы 3.16-суретінде көрсетілген. Кез келген алаңдағы мен
конфигурациядағы жердің көрсетілген бөлігінде (немесе жылжымалы
нысандарда) нысаналық модульдер (НМ) орналасқан, әрқайсысы бір немесе
бірнеше ФШД, басқару модулі мен барлық НМ үшін жалпы болатын топтық
қабылдаушы тапсырғышпен (ТҚТ) байланысты қабылдаушы тапсырғыш
құрамында. ТҚТ НМ-нен алынатын да, мобильдік байланыспен байланыс
блогынан модулнен түсетін де ақпаратты басқару мен өңдеу блогына АӨБ
103
қосылған. Уақыттың сол немесе басқа интервалында өлшеу ақпаратты өңдеу
нәтижелері ақпаратты жинау блогында (АЖБ) жиналуы мүмкін.
Сурет 3.16 - Ұжымдық пайдаланудың жинақталған ақпаратты-өлшеу
жүйелерінің жалпы құрылымы
Жүйенің мақсатына байланысты ондағы НМ саны 2х ден 10
4
дейін және
одан артық болу мүмкін. Сонымен, мысалы, Мәскеу мен 50х40 км квадраттағы
оның айналасы үшін метеожүйені салу үшін жергілікте 250 метр қашықтықта
орналасумен 22 мың НМ (m=160, n=200) қажет. Бұл ақпаратты-өлшеу
жүйелеріне ұялы құрал тұтынушысының сұранысы бойынша нақты көрсетілген
мекен-жайы мен уақыты бойынша ауа-райы туралы ақпаратты, олардың
болжамы мен ретроспективасын беру мүмкін. Барлық НМ ақпаратты бірлесіп
өңдеу есебінен бақыланатын жердің кез келген нақты нүктесіндегі ауа райының
болжамы мен жағдайы туралы нақтырақ деректер қамтамасыз етіледі.
Ақпаратты-өлшеу жүйелерінің ерекшелігіне байланысты басқару
алгоритмнің әр түрлі нұсқалары болу мүмкін, соның ішінде:
- НМ жағдайын кезекпен сұраумен;
- мобильдік байланыс желісіне кезеңдік немесе спорадикалық сұраныс
пен белгілі НМ-нен ақпаратты берумен;
- НМ-нен оның басқару модуліне ендірілген бағдарлама бойынша
ақпаратты автоматты түрде берумен.
104
3.5
Физикалық
шамалардың
көппараметрлі
датчиктерінің
бағдарламалық жүзеге асырылуы
Қазіргі уақытта, қысым және температура датчиктерінің дәлдігін және
параметрлік тұрақтылығын арттыруға мүмкіндік беретін алгоритмдік–
бағдарламалық процедуралар қолданылады [73]. Олардың бірнешеуін атап
өтейік:
– түрлендіру функциясын линеаризациялау;
– температура туралы ақпаратты пайдалана отырып термокомпенсациялау.
3.17 суретте көрсетілген қателіктерді азайтудың бағдарламалық жүзеге
асу әдісін талдайық.
АСТ–тың бастапқы кодтар сигналынан және температураның АСТ
кодтарынан сезімталдығының салыстырмалы өзгеруі АСТ кодтарының
өзгеруінің тәуелділігі, сонымен қатар қысым АСТ кодтарының қысымға
тәуелділігі екінші ретті түрлендіргіштер мен датчиктерді бірге баптау
кезеңінде эксперименталды анықталады. АСТ соң бірінші не үшінші дәрежелі
полиномдармен не кубтық сплайндармен аппроксимацияланады. Айта кету
керек, қысым АСТ кодтарының қысымнан тәуелділігі емес, қысымның шығыс
кодтарының қысым АСТ–нің кодтарынан тәуелділігі аппроксимацияланады.
Сурет 3.17 - Датчиктерден шығатын сигналдардың температураға
тәуелділігінің графикалық моделдері
Температуралық және сызықтық емес қателіктерді түзету алгоритмі
температуралық
қателіктердің
аддитивтік
және
мультипликативтік
құраушыларын түзету үшін түзетулерді тізбекті есептеуде, қысымның шығыс
кодының алдын ала берілген шекті өзгерістеріне қалыптандыра отырып,
сызықтық еместікті түзету және оларды қысымды өлшеу нәтижелеріне енгізу
болып табылады. Кубтық сплайнмен градуирлеу және температуралық
Достарыңызбен бөлісу: |
