Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка и программная реализация методов предсказательного моделирования процессов радиообмена в зданиях и сооружениях и создание низкопотребляющих приемо-передающих устройств для автоматизированных систем контроля и управления

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
информационные системы, управляющие системы, беспроводные тех-нологии передачи данных, предсказательное моделирование, база данных, интеллектуальный анализ

Цель проекта:
Цели и задачи проекта: Исследование и разработка комплекса научно-технических решений, направленных на создание методов предсказательного моделирования процессов радиообмена в зданиях и сооружениях и их программная реализация и создание низкопотребляющих приемо-передающих устройств (НППУ) для автоматизированных систем контроля и управления.

Основные планируемые результаты проекта:
1) Низкопотребляющие приемо-передающие устройства для автоматизированных систем контроля и управления.
2) Программное обеспечение для определения количества и оптимального местоположения приемо-передающих концентраторов с учетом конфигурации здания.
3) Программа для идентификации беспроводных устройств в информационно-управляющих системах.
4) Разработка измерительного аппаратно-программного комплекса для исследования автономных источников тока, используемых в информационно-управляющих системах.
5) Разработка измерительного аппаратно-программного комплекса массового тестирования беспроводных устройств для информационно-управляющих систем.
6) Разработка измерительного комплекса для проведения исследований качества передачи данных в реальных условиях эксплуатации.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Наиболее актуальные автоматизированные системы сегодня - это беспроводные информационно-управляющие системы (ИУС), то есть данные между элементами системы передаются по радиоканалу. Одной из основных проблем широкомасштабного внедрения таких систем является обеспечение надежной и достоверной передачи информации по радиоканалу на заданное расстояние, в том числе в зданиях и сооружениях, где используются ИУС. В данном проекте эта проблема будет системно исследована и предложены пути ее решения. Также будут созданы НППУ, которые позволят увеличить ресурс автономной работы беспроводных устройств. Новизна заключается в: 1) разработке протоколов передачи данных и радиопередающих устройств, способных обеспечить достоверный обмен информацией в условиях большой концентрации беспроводных устройств; 2) создании и программной реализации адаптивных алгоритмов приема и передачи информации в беспроводных ИУС, обеспечивающих надежность и достоверность передачи информации; 3) разработке методики оптимального размещения беспроводных приемо-передающих устройств в зданиях и сооружениях с учетом влияния их конструкции на качество передачи.
Высокая квалификация и большой опыт работ в создании беспроводных информационно-управляющих систем исполнителей проекта позволили провести исследования на высоком научно-техническом уровне и получить результаты, соответствующие лучшим достижениям в данной области науки и техники.
На текущий момент выполнения проекта существенных ограничений и рисков не выявлено.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Результаты работы будут применены для создания автоматизированных систем контроля и управления инфраструктурой зданий и сооружений. В основном это будут многоэтажные жилые дома, офисные комплексы и промышленные здания в масштабах всей страны, с возможностью дальнейшего экспорта. Кроме того результаты будут применены для создания новых низкопотребляющих приемо-передающих устройств для автоматизации систем контроля и управления.
Результаты проекта позволят повысить эффективность использования инженерных систем жизнеобеспечения зданий и сооружений. Интеллектуальные датчики и исполнительные устройства с беспроводным интерфейсом, оснащенные низкопотребляющими приемо-передающими устройствами планируются для масштабного внедрения в системах контроля и учета энергоносителей и, в первую очередь, тепловой энергии. Использование систем контроля энергоносителей стимулирует население к экономии. Таким образом решается важная социально-экономическая задача. Ресурс для экономии тепловой энергии при использовании систем учета составляет в России до 40% от всего затрачиваемого объема тепла, расходуемого на обогрев зданий и сооружений.

Текущие результаты проекта:
1) Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96.
2) Проведены исследование, обоснование и выбор методов и средств, направлений исследований и способов решения поставленных задач.
3) Разработан протокол радиоинтерфейса между НППУ для передачи данных в информационно-управляющих системах.
4) Разработан алгоритм идентификации НППУ в информационно-управляющих системах.
5) Разработаны стенд и методика для выбора автономного источника тока из перечня покупных изделий, входящего в состав ЭО НППУ.
6) Разработан стенд и программа и методика для проведения лабораторных испытаний макета антенны, входящей в состав ЭО НППУ. Проведены лабораторные испытания.
7) Изготовлен макет антенны, входящей в состав ЭО НППУ.
8) Разработан и изготовлен модуль согласования RF-части с антенной, входящего в состав НППУ.
9) Разработан и изготовлен измерительный стенд для исследования RF-части НППУ.
10) Разработана методика выбора оптимальных параметров настройки микросхемы приемопередатчика, входящего в состав ЭО НППУ, для обеспечения максимальной скорости передачи информации по беспроводным каналам связи при заданном уровне достоверности и заданной дальности.
11) По результатам исследований определены оптимальные настройки НППУ для обеспечения максимальной достоверности и дальности при передаче информации по беспроводным каналам связи.
12) Разработан адаптивный алгоритм передачи информации в беспроводных информационно-управляющих системах.
13) Разработано программное обеспечение, реализующее адаптивный алгоритм передачи информации в беспроводных информационно-управляющих системах.
14) Разработан и изготовлен экспериментальный образец НППУ в составе интеллектуальных датчиков различного назначения.
15) Разработан и изготовлен стенд для проведения экспериментальных исследований ЭО НППУ.
16) Разработано программное обеспечение для исследования радиочастотных характеристик приемо-передающих устройств малого радиуса действия.