СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Для получения информации о состоянии сельскохозяйственных объектов автоматического управления перспективно использование централизованного принципа сбора данных, при котором информация от многочисленных датчиков передается по беспроводным каналам связи. Датчики комплектуются приемо-передающими устройствами, для питания которых требуется электрическая энергия. С целью снижения энергопотребления предложено осуществлять ступенчатую передачу данных, при которой каждый элемент телеметрической системы является одновременно и источником информации, и ретранслятором информации от соседних элементов. Показано, что с увеличением количества ступеней «приема-передачи» объем потребляемой энергии экспоненциально снижается. Благодаря алгоритму функционирования координатора и маршрутизатора такая система способна к самоорганизации и самовосстановлению. При выходе из строя каких-либо элементов сети, а также в случае изменения их положения в пространстве система без участия оператора определяет новую траекторию передачи сигналов и предписывает ее каждому элементу по служебному каналу. Для повышения экономии энергии и эффективности связи предложено дополнить алгоритм подключения датчиков их поочередной коммутацией. При этом в каждый момент времени осуществляется подключение к пункту обработки информации только одного датчика по кратчайшей траектории через ограниченное количество работающих элементов сети. С целью достижения экономии энергии остальные элементы находятся «в спящем режиме». Указано, что частота опроса датчиков должна удовлетворять двум альтернативным требованиям: недопустимости потери информации при быстром изменении состояния объекта управления и необходимости непризнания информации достоверной, если она получена до завершения переходных процессов в линии связи. На основании оценки соотношения уровней полезного сигнала в приемной антенне и шумов, а также с учетом искажений при восстановлении и дискретизации информации выведены формулы для определения искомой частоты.

телеметрические системы, датчики, радиосвязь, энергопотребление, прием и передача информации, ZigBee-технология, поочередное подключение, элемент сети, telemetry systems, sensors, radio communication, power consumption, reception and transmission of information, ZigBee-technology, alternate connection, network element

1. Назаров А.В., Козырев Г.И., Шитов И.В. Современная телеметрия в теории и на практике. М.: Наука и техника. 2007. 672 с.

2. Голицын М.В. Альтернативные энергоносители / М.В. Голицын, А.М. Голицын, Н.В. Пронина. М.: Наука, 2004. 159 с.

3. Андреев С.А., Матвеев С.А. Электропитание измерительно-передающих устройств в телеметрических системах сельскохозяйственного назначения // Международный технико-экономический журнал. 2018. № 2. С. 34-39.

4. Cislason Drew. ZigBee Wireless Networking. N.Y.: Gardners Books. 2008. 218 p.

5. Шахнович И.В. Современные технологии беспроводной связи. М.: Техносфера, 2006. 288 с.

6. Шахгильдян В.В., Козырев В.В., Ляховкин А.А. Радиопередающие устройства; Под ред. В.В. Шахгильдяна. М.: Радио и связь. 2003. 560 с.

7. Пушкарев О. Построение ZigBee модуля на базе беспроводного микроконтроллера JENNIC JN5139 с питанием от дисковых элементов // Беспроводные технологии. 2007. № 2. С. 68-71.

8. Шейкин М. Сетевые технологии ZigBee. Обзор элементной базы. Электроника: наука, технология, бизнес. 2011. № 6. С. 36-40.

9. Уолт Кестер Мир электроники. Аналого-цифровые преобразователи. Пер. с англ. М.: Техносфера, 2007. 1016 с.

10. Никамин В.А. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Справочник. СПб: КОРОНА принт; М.: Альтекс-А, 2003. 224 с.

11. Кириевский Е.В. Расчет устройств адресного опроса датчиков для многоточечных измерительных систем. Новочеркасск: Южно-Российский государственный технический университет. 2013. 17 с.

12. Кравченко Т. ZigBee-модемы ETRX2 компании Telegesis // Беспроводные технологии. 2007. № 2. С. 31-33.