Регистрация / Вход
Прислать материал

14.578.21.0136

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.578.21.0136
Тематическое направление
Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
Исполнитель проекта
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина"
Название доклада
Разработка перспективных технологий и конструкций серии ИМС для устройств контроля и управления важными инженерными системами и объектами с повышенными требованиями к защите информации и энергопотреблению, работающих в беспроводных сенсорных сетях
Докладчик
Черепанов Александр Николаевич
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Основной целью проекта является создание высокотехнологичных и конкурентоспособных интегральных микросхем для устройств контроля и управления важными инженерными системами и объектами с повышенными требованиями к защите информации и энергопотреблению, работающих в беспроводных сенсорных сетях с техническими характеристиками на уровне лучших мировых аналогов, с целью ликвидации зависимости отечественных предприятий от импортных комплектующих.
Актуальность и новизна исследования
Ключевыми требованиями к сенсорным сетям является область покрытия и низкое энергопотребление устройств, включаемых в сеть. Несмотря на то, что сегодня активно применяются многочисленные технологии беспроводных сетей на основе RFID, ZigBee, Bluetooth, Z-Wave, Insteon, в том числе поддерживающих работу устройств с низким и сверхнизким (EnOcean и BT LE) энергопотреблением, их возможности ограничены количеством устройств в одной сети, пропускной способностью, радиусом действия и другими параметрами. Применение технологий городских и региональных сетей, таких как WiMAX и LTE, также затруднено в IoE из-за большого потребления энергии и относительно высокой стоимости использования.
До сих пор в мире отсутствует оптимальная для IoE технология – каждому из существующих стандартов беспроводных сетей присущи те или иные существенные недостатки
Значимость работы состоит в постановке и решении актуальной задачи создания отечественных наборов ИМС, поддерживающих новый протокол, удовлетворяющий требованиям российского законодательства по локализации технологий защиты информации в информационных сетях и обеспечивающий одновременное информационное взаимодействие большого количества устройств (тысячи датчиков и исполнительных механизмов) с повышенной энергоэффективностью, востребованной по причине сложности обеспечения этих устройств централизованным электропитанием и ограниченности емкостей существующих автономных источников питания.
Описание исследования

1. Разработка математических моделей и проведение моделирования радиочастотного тракта и цифровой части ИМС. 

2. Разработка конструктивно-технологических решений ИМС и устройств Системы. 

3. Разработка программных алгоритмов управления устройствами и реализующих стек сетевого протокола, с отладкой на математических моделях устройств

4. Разработка экспериментальных образов элементов системы в составе: 
а) прототип ИМС для применения в составе устройства контроля и управления инженерными системами и  объектами;
б) прототип ИМС для применения в составе головного устройства сети (точки доступа);
в) прототип устройства контроля и управления;
г) прототип головного устройства.

Результаты исследования

1. Разработаны схемотехнические решения радиочастотного тракта, проработана реализуемости.

2. Разработаны технические требования к центральным процессорным устройствам ИМС.

3. Разработаны технические требования к ИМС  в части реализации  канального уровня интерфейса, с распределением задачи между аппаратной и программной частями.

4. Разработаны технические требования й к комплексу мер по снижению энергопотребления устройств, включающие их режимы работы, управление режимами работы и требования к их архитектуре, а так же должен быть проведен обзор возможностей технологических процессов и библиотек по реализации этих требований.

5. Разработаны технические требования  к технологии и конструкции ИМС.

6. Разработаны технические требования   к  использованию готовых сложных функциональных блоков  при реализации ИМС.

7. Разработана эскизная конструкторская документация на систему и входящих в нее элементов.

8. Разработаны программы и методики экспериментальных исследований  системы (ПМИ).

8. Изготовлен экспериментальный образец - прототипа системы.
 
9  Проведены экспериментальные исследования системы по разработанной ПМИ.

Практическая значимость исследования
Разработка технологий и конструкций серии ИМС позволит перейти к созданию новых видов научно-технической продукции: автономным устройствам-датчикам с низким энергопотреблением, длительным циклом межсервисного обслуживания, использующих самые разные физические принципы и самого широкого спектра применения: от сельского хозяйства до охраны периметров объектов, от управления безопасностью дорожного движения до контроля за протечками магистральных водоводов, от интеллектуальных электрических распределительных сетей до интеллектуальных городских автомобильных парковок.