(45-3) 08 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Применение беспроводной сенсорной системы для охраны объектов с использованием датчиков инфракрасного излучения
В.И. Парфенов 1,2, В.Д. Ле 1

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет»,
394006, Россия, г. Воронеж, Университетская пл., д. 1,
Воронежский институт МВД России,
394065, Россия, г. Воронеж, проспект Патриотов, д. 53

 PDF, 1028 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-788

Страницы: 364-371.

Аннотация:
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.

Ключевые слова:
беспроводные сенсорные системы, сенсоры, вероятности ошибок, поглощение, замирание сигнала, инфракрасное излучение, аэрозоль, атмосферное пропускание.

Цитирование:
Парфенов, В.И. Применение беспроводной сенсорной системы для охраны объектов с использованием датчиков инфракрасного излучения / В.И. Парфенов, В.Д. Ле // Компьютерная оптика. – 2021. – Т. 45, № 3. – C. 364-371. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-788.

Citation:
Parfenov VI, Le VD. Application of a wireless sensor system for object protection using infrared sensors. Computer Optics 2021; 45(3): 364-371. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-788.

Литература:

  1. Урманов, Д.М. Беспроводные сенсорные системы для обеспечения безопасности подвижных и неподвижных объектов / Д.М. Урманов, О.И. Болдова // Электроника: наука, технология, бизнес. – 2013. – № 3(125). – С. 128-134.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. Справочник по основам инфракрасной техники / под ред. Л.З. Криксунова. – М.: Советское радио, 1978. – 400 с.
  6. 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.
  7. Тимофеев, Ю.М. Теоретические основы атмосферной оптики / Ю.М. Тимофеев, А.В. Васильев. – СПб.: Наука, 2003. – 474 с.
  8. Дикрин, Д.Е. Сети и системы телекоммуникации : курс лекций / Д.Е. Дикрин. – Казань: Казанский университет, 2013. – 146 с.
  9. 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.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. Спектроскопия атмосферных газов [Электронный ресурс]. – URL: http://spectra.iao.ru/home.overview (дата обращения 18.07.2020).
  14. 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.
  15. 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.
  16. 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.
  17. 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.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20