Применение беспроводной сенсорной системы для охраны объектов с использованием датчиков инфракрасного излучения

Автор: Парфенов Владимир Иванович, Ле Ван Донг

Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics

Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии

Статья в выпуске: 3 т.45, 2021 года.

Бесплатный доступ

В работе был рассмотрен алгоритм, выносящий решение о наличии или отсутствии проникновения на охраняемый объект на основе данных, получаемых датчиками инфракрасного излучения, входящими в беспроводную сенсорную систему. На основе теоретических положений приведены методики расчета ослабления средой инфракрасного излучения, в том числе ослабления за счет молекулярных газов и аэрозольного ослабления. Показаны особенности влияния окружающей среды на функционирование локальных тепловых сенсоров. Также рассмотрены особенности характеристик помехоустойчивости канала радиосвязи с учетом замираний. С целью анализа влияния среды на эффективность всей системы приведены зависимости полной вероятности ошибки от энергетического параметра как с учетом ослабления инфракрасного излучения средой на уровне локальных сенсоров, так и с учетом замираний в канале радиосвязи. Кроме того, приведена зависимость полной вероятности ошибки от дистанции связи под влиянием замираний. Выполнен анализ полученных результатов и оценена степень влияния среды распространения на качество функционирования беспроводной сенсорной системы теплового вида. При этом показано, что сложные метеоусловия могут оказать существенное влияние на эффективность функционирования локальных сенсоров, а следовательно, и всей системы. Однако, несмотря на возможное существенное ухудшение эффективности вследствие ослабления инфракрасного излучения, а также замираний в канале радиосвязи, эффективность может быть повышена за счет увеличения количества используемых сенсоров.

Еще

Беспроводные сенсорные системы, сенсоры, вероятности ошибок, поглощение, замирание сигнала, инфракрасное излучение, аэрозоль, атмосферное пропускание

Короткий адрес: https://sciup.org/140257397

IDR: 140257397   |   DOI: 10.18287/2412-6179-CO-788

Список литературы Применение беспроводной сенсорной системы для охраны объектов с использованием датчиков инфракрасного излучения

  • Урманов, Д.М. Беспроводные сенсорные системы для обеспечения безопасности подвижных и неподвижных объектов / ДМ. Урманов, О.И. Болдова // Электроника: наука, технология, бизнес. - 2013. -№ 3(125). - С. 128-134.
  • Sohraby, K. Wireless sensor networks: Technology, protocols, and applications / K. Sohraby, D. Minoli, T. Znati. -Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2007. -236 p. - ISBN: 978-0-471-74300-2.
  • Белоусов, Ю.И. Инфракрасная фотоника. Часть I. Особенности формирования и распространения ИК излучения : учебное пособие / Ю.И. Белоусов, Е.С. Постников. - СПб.: Университет ИТМО, 2019. -82 с.
  • Смирнов, Б.М. Инфракрасное излучение в энергетике атмосферы / Б.М. Смирнов // Теплофизика высоких температур. - 2019. - Т. 57, № 4. - С. 609-633. - DOI: 10.1134/S0040364419040197.
  • Справочник по основам инфракрасной техники / под ред. Л.З. Криксунова. - М.: Советское радио, 1978. - 400 с.
  • Алёхин, С.Г. Метод расчета коэффициента прозрачности атмосферы для тепловизионных систем в спектральном диапазоне 8-12 мкм / С.Г. Алёхин, И.А. Готюр, В.В. Семенов // Труды Военно-космической академии имени А.Ф.Можайского. - 2019. - № 668. - С. 117-128.
  • Тимофеев, Ю.М. Теоретические основы атмосферной оптики / Ю.М. Тимофеев, А.В. Васильев. - СПб.: Наука, 2003. - 474 с.
  • Дикрин, Д.Е. Сети и системы телекоммуникации : курс лекций / Д. Е. Дикрин. - Казань: Казанский университет, 2013. - 146 с.
  • Сидельников, Г.М. Статистическая теория радиотехнических систем : учебное пособие / Г.М. Сидельникков, А.А. Макаров. - Новосибирск: Сибирский государственый университет телекоммуникации и информатики, 2015. - 194 с.
  • Парфенов, В.И. Алгоритмы комплексирования информации в беспроводных сенсорных сетях с учетом вероятности выхода сенсоров из строя / В.И. Парфенов, В.Д. Ле // Радиотехника. - 2019. - № 12(19). - С. 53-59. - DOI: 10.18127/j00338486-201912(19)-06.
  • Парфенов, В.И. Оптимальный алгоритм комплексирования информации в беспроводных сенсорных сетях с учетом влияния помех в канале радиосвязи / В.И. Парфенов, В.Д. Ле // Телекоммуникации. - 2020. - № 2. - С. 12-17.
  • Sriranga, N. Energy-efficient decision fusion for distributed detection in wireless sensor networks / N. Sriranga, G. Nagananda, R.S. Blum, A. Saucan, P.K. Varshney // Proceeding IEEE International Conference on Information Fusion (FUSION). - 2018. - P. 1541-1547. - DOI: 10.23919/ICIF.2018.8454976.
  • Спектроскопия атмосферных газов [Электронный ресурс]. - URL: http://spectra.iao.ru/home.overview (дата обращения 18.07.2020).
  • Михайленко, С.Н. Информационно-вычислительная система «Спектроскопия атмосферных газов». Структура и основные функции / С.Н. Михайленко, Ю.Л. Бабиков, В.Ф. Головко // Оптика атмосферы и океана. - 2005. - Т. 18, № 9. - С. 765-776.
  • Clough, S.A. Atmospheric radiative transfer modeling: a summary of the AER codes / S.A. Clough, M.W. Shephard, E.J. Mlawer, J.S. Delamere, M.J. Iacono, K. Cady-Pereira, S. Boukabara, P.D. Brown // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2005. - Vol. 91, Issue 2. - P. 233-244. - DOI: 10.1016/j.jqsrt.2004.05.058.
  • Mlawer, E.J. Development and recent evaluation of the MT_CKD model of continuum absorption / E.J. Mlawer, V.H. Payne, J.-L. Moncet, J.S. Delamere, M.J. Alvarado, D.D. Tobin // Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. -2012. - Vol. 370, Issue 1968. - P. 2520-2556. - DOI: 10.1098/rsta.2011.0295.
  • Владимиров, В.М. Оптическая система для дистанционного зондирования в УФ-, видимом и ближнем ИК-диапазонах / В.М. Владимиров, В.А. Юксеев, Е.Г. Лапухин // Компьютерная оптика. -2020. - Т. 44, № 2. - С. 195-202. - DOI: 10.18287/2412-6179-CO-611.
Еще
Статья научная