Распределенная информационно - измерительная система радиационного мониторинга окружающей среды на основе GSM связи
АННОТАЦИЯ
Тема выпускной работы бакалавра – «Распределенная информационно - измерительная система радиационного мониторинга окружающей среды на основе GSM связи».
Представленная работа состоит из содержания, введения, четырех глав с изложением основных результатов работы, заключения и списка использованных источников.
Во введении изложена актуальность работы.
В первой главе находится общая информация о беспроводной связи и о радиации.
Во второй главе представлены существующие методы измерения радиации и показаны недостатки данных методов.
В третьей главе показана разработка распределенной информационно - измерительной системы радиационного мониторинга окружающей среды на основе GSM связи.
В четвертой главе показана реализация разработанной системы для проверки работоспособности основных блоков.
В заключении показаны основные результаты работы и дальнейшее направление развития.
Количество страниц – 113.
Количество рисунков – 59.
Количество таблиц – 19.
Количество использованных источников – 31.
СОДЕРЖАНИЕ
Глава 1 Общая информация и анализ предметной области. 9
1.1 Беспроводные системы связи. 9
1.1.1 Радиоканальные системы небольшого и огромного радиуса действия 9
1.1.2 Спутниковые системы.. 11
1.1.3 Беспроводная лазерная связь. 12
1.2 Основная информация о радиации. 14
1.2.1 Воздействие радиации на организм. 16
1.2.2 Классификация, принцип работы и устройство датчиков радиации 23
Глава 2 Анализ методов и средств контроля радиации. 31
2.1 Дозиметры, анализ и недостатки. 31
2.2 Системы радиационного контроля, анализ и недостатки. 33
Глава 3 Разработка распределенной информационно-измерительной системы радиационного мониторинга окружающей среды на основе GSM связи. 40
3.1 Геоинформационный метод проектирования топологических схем расположения устройств измерения радиации. 40
3.2 Выбор зоны для установки датчика. 48
3.2.1 Условия непосредственной видимости. 48
3.2.2 Зависимости потерь сигнала от расстояния. 50
3.3 Структурные схемы и алгоритм работы.. 52
3.3.1 Общая структурная схема системы мониторинга. 52
3.3 Расчет системы радиационного мониторинга окружающей среды.. 56
3.3.2 Качество сети передачи информации в сотовой связи. 59
3.3.3 Оценка надежности передачи информации связи. 60
Глава 4 Реализация и моделирование разработанной структурной схемы.. 66
4.1 Выбор комплектующих устройства измерения. 66
4.1.1 Счетчик Гейгера - Мюллера. 66
4.1.5 Язык программирования. 82
4.2 Электрическая схема датчика радиации. 87
4.2.1 Электрическая схема основного блока. 87
4.2.2 Электрическая схема питания. 88
4.3 Реализация электрических схем. 89
4.3.1 Плата преобразования. 89
4.3.2 Плата коммутации и питания. 90
4.6 Разработка программного обеспечения. 98
4.6.1 Программа для микроконтроллера. 98
4.6.2 Программа для обработки данных. 104
Список использованных источников. 110
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1 GSM-канал в системах сигнализации [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.specautomatik.ru/index.php/article/210-gsm-channel-signaling(дата обращения 03.10.16).
2 Иванов, В. И. Ионизирующие излучения и их измерения. Термины и понятия / В. И. Иванов. – Москва : Стандартинформ, 2006. – 347 с.
3 Давыдов, А. В. Датчики (блоки детектирования) [Электронный ресурс] / А. В. Давыдов. – Режим доступа: http://pandia.ru/text/80/016/ 46827.php(дата обращения 07.11.16).
4 Система дозиметрического контроля радиационной обстановки в окружающей среде(АСКРО – РИОН) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://td-str.ru/file.aspx?id=29267(дата обращения 04.12.16).
5 Направление ветра в Приволжском Федеральном округе [Электронный ресурс] // Гидрометцентр России : офиц. сайт – Режим доступа: http://meteoinfo.ru./component/content/article/73-2012-01-18-11-26-54/4486-spectrmod-volfo(дата обращения 17.02.17).
6 ГОСТ 27451-87. Средства измерений ионизирующих излучений. Общие технические условия (с Изменениями N 1, 2). – Взамен ГОСТ 15546-79; ГОСТ 15547-78; ГОСТ 17355-71; ГОСТ 24281-80; ГОСТ 24657-81; ГОСТ 25281-83; ГОСТ 25914-83 ; введ. 1987 - 10 - 23. – Москва : Изд-во стандартов, 1989. – 138 с.
7 Mishra, A. R. Fundamentals of Cellular Network Planning and Optimisation: 2G/2.5G/3G. Evolution to 4G / A. R. Mishra. – [S.l] : Wiley-Interscience, 2004. – 304 p.
8 Томаси, У. Электронные системы связи / У. Томаси ; пер. с англ. Н. Л. Бирюковой. – Москва : Техносфера, 2007. — 1360с.
9 Henry, L. Radio Propagation for modern Wireless Systems / L. Henry. – [S.l] : Prentice Hall, 2000. — 276 p.
10 Halonen, T. GSM, GPRS and EDGE Performance. Evolution Towards 3G/UMTS / T. Halonen, J. Romero, J. Melero. – 2-nd ed. – John Wiley & Sons Ltd, 2003. — 611 p.
11 Скляр, Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение / Б. Скляр; пер. с англ Е.Г. Грозы, В.В. Марченко, А.В. Назаренко. – 2-е, изд., испр. – Москва : Вильяме, 2003. – 1903 с.
12 Шилин, А. А. Анализ влияния электромагнитных помех от высоковольтной линии электропередачи на каналы передачи информации GSM/GPRS / А. А. Шилин, Ф. С. Ле. // Известия ВолгГТУ. Серия «Процессы преобразования энергии и энергетические установки». – 2014. – №18. – С. 72-76.
13 Тюфанова, А. А. Методика анализа эксплуатационной надежности технических средств системы управления движением судов на примере порта Новороссийск / А. А. Тюфанова. – Казань : Бук, 2015. – 104 с.
14 Бабков, В. Ю. Качество услуг мобильной связи. Оценка, контроль, управление / В. Ю. Бабков, П. В. Полынцев, В. И. Устюжанин. – Москва : Горячая линия–Телеком, 2005. — 160 с.
15 Agilent General Packet Radio Service (GPRS) Network Optimization Measurement Challenges Using Drive Testing Application [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5988-3605EN.pdf(дата обращения 14.01.17).
16 Gprs Networks / S. Geoff, [et al.]. – Wiley, 2004. – 304 p.
17 Digital cellular telecommunications system (Phase 2+); General Packet Radio Service (GPRS); Service description [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.etsi.org/deliver/etsi_en/301100_301199/301113/ 06.03.01_60/en_301113v060301p.pdf(дата обращения 15.03.17).
18 Моисеева, Н. К. Основы теории и практики функционально-стоимостного анализа / Н. К. Моисеева, М. Г. Карпунин. – Москва : ETSI, 1988. — 192 с.
19 Зарипов, М. Ф. Метод парных сравнений при оценке эксплуатационных характеристик технических реализаций элементов систем управления / М. Ф. Зарипов, В. М. Зарипова // Датчики и системы. – 2004. – №3. – С. 31-34.
20 Шилин, А. Н. Морфологический синтез оптико-электронных систем измерения размеров нагретых деталей / А. Н. Шилин, И. А. Шилина // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2003. – № 3. – С. 51-61.
21 Саати, Т. Л. Принятие решений при зависимости и обратных связях: Аналитические сети. / Т. Л. Саати. – Москва : ЛИБРОКОМ, 2009. – 360 с.
22 Беллман, Р. Введение в теорию матриц / Р. Беллман; пер. с англ. В.Б. Лидского. – Москва : Наука, 1976. – 352 с.
23 Павлов, А. Н. Решение многокритериальных задач методом анализа иерархий: учебное пособие / А. Н. Павлов. – Москва : РАГС, 2010. – 116 с.
24 Белов, А. В. Самоучитель по микропроцессорной технике / А. В. Белов. – Санкт-Петербург: Наука и Техника, 2003. – 224 с.
25 Сравнение микроконтроллеров семейства MSP430 с конкурентоспособными микроконтроллерами [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/app/micros/msp430/slaa205.htm.(Дата обращения: 23.04.17)
26 Пайсон, М. ООП с примерами [Электронный ресурс] / М. Пайсон. – Режим доступа: http://habrahabr.ru/post/87205/.(Дата обращения: 03.05.17)
27 Шилдт, Г. С# 4.0 полное руководство / Г. Шилдт. – Москва : Вильямс, 2011. — 1056 с.
28 Страуструп, Б. Язык программирования С++ / Б. Страуструп. – Москва : Бином, 2011. — 1136 с.
29 Ватсон, К. Введение в C# / К. Ватсон. – Москва : Лори, 2005. – 879 с.
30 Пронин, М. Бойтесь! Химия и жизнь / М. Пронин. – Москва : 1992. – 51 с.
31 Вентцель, Е. С. Теория вероятностей и её инженерные приложения / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. – 2-е изд. – Москва : Высшая школа, 2000. — 480 с.
