Регистрация / Вход
Прислать материал

Комплекс беспроводных энергонезависимых датчиков температуры и деформаций для бортовой аппаратуры управления и контроля на основе радиочастотной идентификации

Номер контракта: 14.578.21.0120

Руководитель: Вендик Ирина Борисовна

Должность: проф. Каф. МИТ

Организация: федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И.Ульянова (Ленина)"
Организация докладчика: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И.Ульянова (Ленина)"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
беспроводной датчик; бортовой измерительный комплекс; радиочастотная идентификация (рчид); моделирование; распределенные системы контроля

Цель проекта:
Создание и экспериментальная проверка беспроводных энергонезависимых датчиков для контроля окружающих условий и состояния узлов и агрегатов ракетоносителей, спускаемых аппаратов, космических спутников и станций, включая использование длительного локального микро-батарейного электропитания и/или электропитания от радиополя считывающего оборудования и схемы датчика на сверх-малопотребляющей элементной базе. Задача актуальна в связи с появлением современной микроэлектронной базы для реализации беспроводной схемы соединения с датчиками вместо затратного проводного способа. Новизна разработки заключается в области применения и совокупной конструкции беспроводных датчиков.

Основные планируемые результаты проекта:
Подтверждение возможности разработки и функционирования беспроводных энергонезависимых датчиков для контроля окружающих условий и состояния узлов и агрегатов ракетоносителей, спускаемых аппаратов, космических спутников и станций.
Отчетная документация по проекту, включая аналитический обзор литературы, патентное исследование, результаты экспериментальных исследований параметров электромагнитной совместимости, обоснование варианта конструкции, сравнительный анализ базовых комплектующих, концепцию беспроводной системы сбора информации, программы и методики исследований и испытаний, результаты испытаний макетов датчиков, эскизную конструкторскую документацию, рекомендации по использованию беспроводных датчиков, проект технического задания на последующий ОКР по теме проекта.
Оборудование, разрабатываемое по проекту, включая технологическую оснастку, макеты датчиков, макет системы сбора информации, испытательный стенд для моделирования поведения макетов датчиков.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
Конечным продуктом, на который нацелен настоящий проект, является система сбора информации с беспроводных энергонезависимых датчиков с беспроводным интерфейсом передачи данных. Система послужит гибким и мощным дополнением к существующим бортовым системам управления и сбора данных, требуя минимальные ресурсы для подключения, при отсутствии необходимости перепроектирования системы коммуникаций, демонстрируя ничтожный вес и низкую цену.
Технологическая новизна предлагаемых решений обеспечивается комбинацией устойчивых и высокочувствительных элементов, прошедших проверку в жестких условиях, цифровой системы обработки данных и стандартизованного радиоинтерфейса, не вносящего помехи в работу бортовой аппаратуры.
На данный момент имеются сведения об аналогичных разработках, проводимых в NASA, сведений о внедрении нет.
Единственным потенциальным риском предлагаемого решения может быть удорожание и усложнение конструкции чувствительных элементов и процессорной части с учетом требований, предъявляемых к работе в специальных условиях. Это может потребовать создания довольно громоздких и дорогих устройств и тем самым затруднит их применение в гражданских областях (логистика, медицина, холодовая цепь и т.д.). Но на достижение прямых целей проекта это не повлияет.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
Разрабатываемые по проекту беспроводные энергонезависимые датчики для контроля окружающих условий и состояния объектов, узлов и агрегатов имеют широкую перспективу использования не только в космической технике, но и во многих областях народного хозяйства, где необходим объективный постоянный контроль условий нахождения (хранения) и состояния различных объектов, включая пищевые продукты (холодовая цепь), критическое технологическое оборудование, биоматериалы и т.п.
Внедрение разрабатываемых датчиков и систем сбора информации по прямому назначению - для бортовой аппаратуры воздушных и космических аппаратов - позволит производить расширение или доработку функциональности существующих бортовых систем контроля и управления полетом со всеми преимуществами, характерными для систем беспроводного сбора информации: простота, дешевизна, гибкость развертывания систем, низкая цена и малый вес компонентов.
Опыт, накопленный в ходе выполнения проекта, даст задел для подготовки производства широкого модельного ряда выпускаемых систем беспроводного контроля, с возможностью гибкого конфигурирования комбинации первичных преобразователей и сенсоров с одной стороны, и проводных и беспроводных интерфейсов передачи данных, с другой. Все такие системы будут построены на основе одной и той же архитектуры, стандартизованных радиоинтерфейсов и позволят решать широкий круг задач в ключевых отраслях промышленности.
Разрабатываемая система является новаторской и для международного рынка и имеет экспортный потенциал.

Текущие результаты проекта:
Результаты исследовательской работы, полученные в 2015 г.:

Аналитический обзор научно-технической литературы по теме проекта. Результаты патентных исследований по теме проекта.
Анализируются публикации и патенты в области сенсорных систем с беспроводной передачей данных на основе стандартных RFID-протоколов.
Программы, методики и результаты экспериментальных исследований электромагнитной совместимости радиочастотных меток в условиях, приближенных к условиям космических аппаратов, включая устойчивость к электростатическим разрядам, импульсным магнитным полям и радиочастотным электромагнитным полям с анализом устойчивости по критериям качества.
Эскизная конструкторская документация и испытательный стенд для моделирования поведения чувствительных элементов макетов датчиков.