• Численная оценка производительности беспроводных сетей в случае «идеальной» топологии на примере функции «геопозици- онирование».
  • Analysis of methods of organization data networks for building modern mfsb in coal




    Download 0.69 Mb.
    Pdf ko'rish
    bet4/9
    Sana19.02.2024
    Hajmi0.69 Mb.
    #158643
    1   2   3   4   5   6   7   8   9
    Bog'liq
    analiz-sposobov-organizatsii-setey-peredachi-dannyh-dlya-postroeniya-sovremennyh-mfsb-v-ugolnyh-shahtah
    Nilufar, 1 amaliy, 11, Adabiyot, Tohir tabiat, Tojibayeva Dilafruz 2, Elmira apa maǵlıwmat, Azizov Boburmirzo, Malumotlar Bazasi ish 1, AIP Conference Proceedings Template, Raqamli-analog va analog-raqamli o’zgartirgichlar reja Analogli, 1155673, kc66T4XT7WzfwrKW65UVERBQnZJryjUKKi5f9ADf
    Беспроводная связь в шахтах.
    Беспроводные технологии обеспечива-
    ют мобильность - очень важное свойство для 
    электронного оборудования, используемого в 
    экстремальных условиях подземных работ и 
    предназначенного для построения МФСБ, и, в 
    том числе, систем, отвечающих за связь, опове-
    щение и определение местоположения персо-
    нала. Поэтому при оценке оборудования произ-
    водителей различных систем безопасности для 
    угольной отрасли следует уделять особое вни-
    мание техническим решениям по обеспечению 
    беспроводных каналов передачи данных 
    [5]

    Такие технологии позволяют сохранить или вос-
    становить связь и наблюдение в случае аварии. 
    Прямым подтверждением этому служит повсе-
    местное использование мобильных устройств 
    на земной поверхности. 
    Как показывает опыт применения раз-
    личных систем данного назначения 
    [6]
    , только 
    мобильные технологии позволяют непрерывно 
    определять местонахождение горняков и обо-
    рудования в шахте, обеспечивать двусторон-
    Рисунок 2 - Области действия беспроводной части оборудования ведущих производителей систем 
    связи для шахт


    Технологические вопросы безопасности горных работ
    75
    научно-технический журнал № 3-2016
    ВЕСТНИК
    нюю связь и передавать данные с «носимых» 
    устройств на гора 
    [7]

    На рисунке 2 показаны области действия 
    оборудования ведущих производителей, обе-
    спечивающего беспроводную связь в шахтах, в 
    координатах: дальность (расстояние между уз-
    лами сети) и скорость передачи.
    Численная оценка производительности 
    беспроводных сетей в случае «идеальной» 
    топологии на примере функции «геопозици-
    онирование».
    На рисунке 2 заметна большая разница в 
    производительности оборудования. Может быть, 
    производители высокоскоростных беспровод-
    ных сегментов сетей неоправданно завышают 
    скорость и можно обойтись менее производи-
    тельными системами? 
    Для ответа на этот вопрос нужно оценить 
    объем необходимых минимальных данных, 
    которые надо передать по локальной сети из 
    подземной части на гора для обеспечения ка-
    кой-либо одной функции МФСБ. Оценим объ-
    ем передаваемых данных по сети для функции 
    МФСБ «геопозиционирование» на примере обо-
    рудования лидера сетей класса WPAN - компа-
    нии Nanotron 
    [8]
    . В этой сети, схема показана на 
    рисунке 3, устройства определяют расстояния 
    между мобильной меткой и узлом сети путем 
    обмена короткими пакетами (радиосигналами) 
    и последующим измерением времени распро-
    странения этих пакетов (метод ToF — Time of 
    Flight), скорость которых равна скорости света. 
    Не принимая во внимание время на опреде-
    ление расстояния и время на внутреннюю об-
    работку результатов измерений, получим, что 
    для обеспечения «геопозиционирования», или 
    определения координат местонахождения мет-
    ки с частотой 1 с-1, сеть должна обеспечивать 
    минимальную передачу информации к серверу в 
    размере 128 байт (1 пакет) на каждое устройство 
    (метку) 
    [8]
    или 1 Кбит/с (128 байт х 8 бит/байт 
    = 1024 бит). При этих расчетах топология пере-
    дающей сети (способ соединения узлов связи и 
    реальное расположение) не учитываются и ко-
    ординаты полученные узлами сети передаются 
    к серверу с максимальной скоростью проводной 
    магистрали (оранжевые стрелки) . Координаты 
    передаются по беспроводному каналу (красные 
    молнии) с максимальной скоростью передачи 
    данных для этой сети: 1 Мбит/с - для двоичной 
    системы и 2 Мбит/сек - для системы с четырьмя 
    уровнями передачи. По результатам испытания 
    пропускной способности сети, построенной на 
    модулях Nanotron в 
    [9]
    , с учетом конкуренции 
    устройств за среду передачи, были получе-
    ны реальные скорости передачи данных в 530 
    кбит/с и 840 кбит/с - для двоичной и четверич-
    ной логики, соответственно. Для окончательной 
    оценки следует уменьшить скорость передачи 
    на 20 %, что является обычным допущением по 
    ресурсному резервированию, и учесть потери на 
    технологическое построение маршрутов в раз-
    мере 10 – 15 %. Окончательно можно сделать 
    вывод, что максимальное число каналов для по-
    зиционирования в этой системе - от 300 до 500.
    Но производитель системы RealTrack на 
    модулях Nanotron 
    [8]
    указывает, что возможно 
    подключение 25 000 устройств. Как это можно 
    сделать? Нужно уменьшить частоту определе-
    ния координат и делать это не один раз в одну 
    секунду, а гораздо реже, допустим, один раз в 
    минуту. Тогда получится 30 000 устройств (500 
    Рисунок 3 – Схема “идеальной” системы геопозиционирования для оценки её пропускной способно-
    сти


    76
    Технологические вопросы безопасности горных работ
    научно-технический журнал № 3-2016
    ВЕСТНИК
    каналов х 60 мин
    -1
    ). Однако, при этом постра-
    дает точность определения координат объекта. 
    Например, если за 1 с объект при скорости 3,6 
    км/ч сдвинется на 1 метр, то за 1 мин он уйдет 
    на 60 метров. Для того, чтобы этого не происхо-
    дило, производители такой системы применяют 
    различные методы экстраполяции координат, то 
    есть в промежутке между реальными измере-
    ниями координат проводятся промежуточные 
    вычисления координат или математическими 
    методами, или при помощи локальных алгорит-
    мов 
    [10]
    . Это хорошо согласуется с архитекту-
    рой WPAN-устройств, основное преимущество 
    которых – низкое потребление энергии. Дело в 
    том, что при интенсивном определении коорди-
    нат (1 с
    -1
    ) много энергии тратится на излучение 
    и устройства теряют это преимущество. По-
    этому по рекомендациям разработчиков WPAN-
    устройств период опроса узлов сети следует 
    устанавливать во многие десятки секунд.
    Все приведенные рассуждения относятся 
    и к системе «WiPAN» производства компании 
    Davis Derby, построенной на аналогичной тех-
    нологии. Единственное отличие от технологий 
    RealTrack состоит в том, что при заявленной 
    скорости передачи данных в 256 Кбит/с макси-
    мальное число устройств в системе позициони-
    рования составит 100 шт. Компания заявляет о 
    500 устройствах
    [11]
    , отсюда получаем период 
    опроса – 10 с. 

    Download 0.69 Mb.
    1   2   3   4   5   6   7   8   9




    Download 0.69 Mb.
    Pdf ko'rish

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    Analysis of methods of organization data networks for building modern mfsb in coal

    Download 0.69 Mb.
    Pdf ko'rish