Статья

Название статьи ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ КЛАСТЕРА РАСПРЕДЕЛЁННОЙ СИСТЕМЫ СБОРА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ДАТЧИКОВ
Автор Н.С. Петров
Рубрика РАЗДЕЛ III. АВТОМАТИКА И УПРАВЛЕНИЕ
Месяц, год 04, 2015
Индекс УДК 621.05.1
DOI
Аннотация Описаны некоторые проблемы широко распространённых современных иерархических систем мониторинга и управления динамическими промышленными объектами и процессами. Приведён пример одной из перспективных технологий (межмашинное взаимодействие – М2М), для практической реализации которой требуется комплексное применение множества передовых достижений в области микро- и наноэлектроники, беспроводных коммуникации, сенсорных устройств, мехатроники, энергоэффективности, а так же интеллектуального алгоритмического и программного обеспечения. Так как многие современные стандарты построения систем мониторинга и управления уже не отвечают современным требованиям и не имеют возможности модернизироваться с помощью применения новых технологий, то необходимы новые архитектурные решения. Предлагается строить высокопроизводительные потоковые распределённые системы сбора и обработки информации датчиков на основе интеллектуальных микропроцессорных коммуникационных и обрабатывающих модулей, соединённых высокоскоростными беспроводными каналами связи по гибридным топологиям (соединение звёздной, ячеистой и древовидной). Для повышения производительности и живучести сами системы разделяются на локальные или функциональные кластеры, где определяющим признаком является местоположение и типология источников информации об объекте – датчиков, в том числе и интеллектуальных. Приведены задачи, которые необходимо решить для эффективной кластеризации системы мониторинга. Так как каждая система имеет свои особенности, то необходимо находить оптимальное соотношение основных параметров, определяющих индивидуальное эффективное функционирование. Помимо структурных и топологических проблем построения системы, так же подлежат рассмотрению вопросы синтеза аппаратно-программных компонентов, поддерживающих высокую производительность, надёжность и возможность ситуационного управления топологией системы как в случае реакции на нештатные ситуации, так и для гибкости в модернизации и модификации решаемых задач.

Скачать в PDF

Ключевые слова Распределённая система; кластер; модель; топология; беспроводная связь.
Библиографический список 1. Севбо В., Орлов А., Лошаков А. Многоканальная распределённая система синхронного сбора данных «жёсткого» реального времени, построенная на основе Ethernet-технологий // Современные технологии автоматизации. – 2007. – № 3. – С. 40-45.
2. Вейрих М., Шмидт Я.-Ф., Эберт К. Взаимодействие машин // Открытые системы. – 2014. – № 6. – С. 17-19.
3. Дубова Н. Программный дуализм // Открытые системы. – 2014. – № 6. – С. 14-16.
4. Сан Мигель Х. Умная сеть интеллектуальных камер // Открытые системы. – 2014. – № 6. – С. 32-35.
5. Смелянский Р. Программно-конфигурируемые сети // Открытые системы. – 2012. – № 9. – С. 18-24.
6. Гамазов Н., Коровкин В. Система управления мобильного робототехнического комплекса МРК-47БТ военного назначения // Современные технологии автоматизации. – 2014. – № 1. – С. 44-58.
7. Проскуряков В. Когнитивные радиосистемы в сетях тактического назначения // Электронные компоненты. – 2014. – № 3. – С. 36-38.
8. Автоматизированная система контроля сейсмичности массива. URL: http://www.syst.ru/vnedren/tel_syst.htm (дата обращения 1.04.2015).
9. Dang D-K., Mifdaoui A., Gayraud T. Fly-By-Wireless for Next Generation Aircraft: Challenges and Potential solutions. (In Press: 2012) In: Wireless days Conference, 21-23 Nov 2012, Dublin, Ireland.
10. Пьявченко О.Н. Структурные особенности организации сбора и обработки информации датчиков в распределенных информационных микрокомпьютерных системах реального времени // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2012. – № 5 (130). – С. 12-20.
11. Петров Н.С. Архитектура кластерной системы сбора и обработки информации датчиков динамических объектов // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 11 (148). – С. 225-231.
12. Пьявченко О.Н. Коммуникационные модули высокопроизводительных распределенных информационных микрокомпьютерных систем // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 5 (142). – С. 9-14.
13. Петров Н.С. Особенности организации беспроводной связи в коммуникационном модуле распределённой информационной микрокомпьютерной системы // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2013. – № 5 (142). – С. 14-19.
14. Пьявченко О.Н. Параллельно-последовательные схемы распределенных систем сбора и обработки информации датчиков // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 4 (153). – С. 8-14.
15. Клевцов С.И., Петров Н.С. Моделирование ситуационного управления топологией подсистемы сбора и обработки информации датчиков с использованием сетей Петри // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – № 4 (153). – С. 55-63.
16. Chandrika, J., Ananda Kumar, K.R. Dynamic Clustering Of High Speed Data Streams // International Journal of Computer Science Issues. – 2012. – Vol. 9, Issue 2, № 1. – P. 224-228.
17. Qian Quan, Chao-Jie Xiao, Rui Zhang. Grid-based Data Stream Clustering for Intrusion Detection // International Journal of Network Security. – 2013. – Vol. 15, № 1. Jan. – P. 1-8.
18. Jensen K. Colored Petri Nets: Modelling and Validation of Concurrent Systems // Modeling and Validation of Concurrent Systems. – Springer, 2009. – P. 398.
19. Missal D., Hanisch H.M. Synthesis of distributed controllers by means of a monolithic approach // Proceedings of the 11th IEEE Int. Conf. on Emerging Technologies and Factory Automation (ETFA’2006), Prague, September. – 2006. – P. 356-363.
20. Simmon E. at al. A Vision of Cyber-Physical Cloud Computing for Smart Networked Systems. NIST, Aug. 2013. URL: http://nist.gov/customcf/get_pdf.cfm?pub_id=914023 (дата обращения: 1.04 2015).
21. Tron R., Vidal R. Distributed Computer Vision Algorithms // IEEE Trans. Signal Processing. – 2011. – Vol. 28, no. 3. – P. 32-45.
22. Dieber B., Micheloni C., Rinner B. Recource-Aware Coverage and Task Assigment in Visual Sensor Networks // IEEE Trans. Circuits and Systems for Video Technology. – 2011. – Vol. 21, no. 10. – P. 1424-1437.
23. Yick J., Mukherjee B., Ghosal D. Wireless sensor network survey // Computer networks. – August 2008. – Vol. 52, Issue 12, 22. – P. 2292–2330 (URL: http://www.sciencedirect.com/science/ article/pii/S1389128608001254 (дата обращения 1.04.2015).
24. Wireless sensor networks with Waspmote&Meshlium. URL: http://www.libelium.com/ development/waspmote/documentation/wireless-sensor-networks-with-waspmote-meshlium/ (дата обращения 1.04.2015).
25. Roshan P., Leary J. 802.11 wireless LAN fundamentals, 1 st ed. Cisco Press, Indianapolis, IN. ISBN: 1-58705-077-3, December 2003.
26. The Evolution of Wireless Sensor Networks. URL: http://www.silabs.com/Support%20Documents/
TechnicalDocs/evolution-of-wireless-sensor-networks.pdf (дата обращения 1.04.2015).

Comments are closed.