(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

1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет»,
394006, Россия, г. Воронеж, Университетская пл., д. 1,
2 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