автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Пространственно распределенная автоматическая система экологического контроля радио запрос-ответного типа

кандидата технических наук
Иноземцев, Сергей Александрович
город
Москва
год
2007
специальность ВАК РФ
05.11.16
Диссертация по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам на тему «Пространственно распределенная автоматическая система экологического контроля радио запрос-ответного типа»

Автореферат диссертации по теме "Пространственно распределенная автоматическая система экологического контроля радио запрос-ответного типа"

*-уЧ4а правах рукописи

Иноземцев Сергей Александрович

Пространственно распределенная автоматическая система экологического контроля радио запрос- ответного типа,

Специальность 05.11.16,- » Информационно-измерительные и управляющие системы ( по отраслям)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва, 2007г

003068227

Работа выполнена в Московском приборостроения и информатики

государственном университете

Научный руководитель доктор технических наук, профессор ПЕТРОВ О М Официальные оппоненты доктор технических наук КОШЕЛЕВ А Г

кандидат технически наук, доцент КОСОЛАПОВ О И

Ведущая организация ОАО МКБ « Компас», Москва

Защита состоится 22 мая 2007г в часов на заседании диссертационного

Совета Д 212 119 01 Московского государственного университета приборостроения и информатики (МГУПИ) по адресу 107996, Москва, ул Стромынка, 20

С диссертацией можно познакомиться в научно- технической библиотеке МГУПИ

Автореферат разослан «_» _ 2007г

Ученый секретарь диссертационного Совета

доктор технических наук, профессор ФИЛИНОВ В В

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы

Среди самых наукоемких областей создания информационно- измерительных и управляющих систем, включающих высшие уровни достижений в области высокоточного приборостроения и информационных технологий , следует рассматривать методы и средства создания пространственно-протяженных автоматических систем экологического контроля (АСЭК), являющихся неотъемлемой частью общих технологий осуществления экологического мониторинга крупных природных и промышленных регионов Информационно- метрологические возможности подобных систем напрямую увязаны с решением принципиально важных задач таких как

- обеспечение помехоустойчивой передачи, приема и преобразований сложных сигналов в цепях единой структуры с ЭВМ, в условиях многокилометровых каналов радиосвязи с мощными случайными индустриальными и синхронными помехами, из-за возможных многократных отражений от жилых и промышленных объектов

- использование измерителей первичной экологической информации локального и дистанционного принципа действия, сопрягающихся с устройствами цифровой и вычислительной техники,

- реализуемость объемного видения экологических опасностей методом вычислительной томографией с применением специально созданных для этих целей экологических локаторов

Современные методы построения автоматически действующих систем экологического мониторинга, охватывающих большие территории промышленных и жилых регионов, позволяют придать им качественно новые свойства.

Такие системы одновременно становятся средствами отображения состояния технологий крупных производств Это означает, что они из разряда экономически затратных сооружений превращаются в разработки новых информационных технологий по управлению и регулированию техническими структурами предприятий

Дополнительные функции пространственно протяженных систем экологического мониторинга по этой причине из затратных вариантов делает их экономически выгодными, а значит нужными для хозяйственного внедрения

Главными достоинствами исследуемого варианта таких систем являются мобильность развертывания и установки элементов АСЭК, Автономность действия без связи с глобальными сетями и структурами других назначений,

информационная надежность запроса, передачи и приема необходимых измерительных данных от контролируемых зон экологических загрязнений, Дальность действия в пределах не менее 10 км по радиусу, соизмеримая с масштабами территорий крупнейших комбинатов, полная автоматизация работы системы на основе современной цифровой и вычислительной техники Последнее требование является исключительным и единственно определяющим устранение субъективного вмешательства человека в результаты контроля его же деятельности

С учетом последнего, разработка научно- технических основ создания пространственно протяженных автоматических систем экологического контроля - АСЭК является весьма актуальной задачей

1.2. Цель работы и задачи исследований

Целью данной диссертационной работы является решение важной научно- технической задачи по обеспечению высокоточных и достоверных измерений экологических загрязнений на протяженных пространствах природных и жилых регионов непрерывно ,

в реальном масштабе времени и с возможностью объемного томографического отображения этих загрязнений в атмосфере Основными задачами, решаемыми в работе явились

1 установление научно- технического факта того , что создание региональных автоматических систем экологического контроля (АСЭК) окружающей среды и получаемая от них измерительная информация по пространству, наряду с прямым участием в технологиях основного назначения , может служить новым эффективным средством отображения состояний технологических процессов , например, действующих комбинатов, а значит быть важной составной частью их общего управления и регулирования,

2 обоснование научно- технической стороны построения АСЭК с доказательством невозможности ее реализации без применения основ цифровой и вычислительной техники с применением современных достижений информационных технологий по управлению системой из единого информационно -вычислительного центра (ИВЦ),

3 реализация выстроенной универсальной действующей схемы формирования АСЭК с решением ряда важных теоретических и технических задач таких-как организация пространственных радиоканалов связи , оптимизация корреляционного радиоприема с шумоподобными сжимаемыми сигналами в условиях больших помех, а также помехозащищенное кодирование , передача и прием цифровых данных,

4 разработка информационно-метрологической основы экологических локаторов с дистанционно действующими газоанализаторами , а также проведен анализ возможностей действия АСЭК в режиме экологической томографии,

5 получение математического обеспечения машинного моделирования и экспериментально-технических результатов, соответствующих задачам корреляционного обнаружения и сжатия информационных шумоподобных сигналов, принимаемых через зашумленные каналы связи , а также получение теоретических расчетов помех , возникающих в типовых элементах преобразования первичных измерительных данных

1.2. Методы исследований

Теоретические исследования выполнены на основе аналитических моделей , базирующихся на классических положениях теории измерений физических величин, имеющих отношение к экологическим параметрам , с использованием математического аппарата теории вероятности, математической статистики , системотехники, корреляционного и спектрального анализа , а также теории автоматического регулирования и теории информации

1.3. Научная новизна работы

Научная новизна работы заключается в следующем

1 предложена архитектура построения и организации аналого-цифрового комплекса автоматической системы экологического контроля с радио-запрос-ответной связью , обеспечивающей управление пространственно рассредоточенными пунктами сбора и передачи первичной измерительной информации,

2 разработаны алгоритмы согласованного и оптимального приема и выделения частотно- импульсных и узкополосных сигналов в шумах, с их корреляционным сжатием как для системы в целом, так и для схемы разработанного высокоточного и помехозащищенного газоанализатора,

3 разработаны алгоритмы расчета шумовых параметров для типовых электронных схем , используемых при фазо- частотных преобразованиях сигналов,

4 разработаны основы приложения общей математической томографии к

практическим задачам экологической томографии загрязнений атмосферы на основе пространственного сканирования окружающей воздушной среды экологическими локаторами с дистанционно действующими газоанализаторами

1.4. Практическая ценность заключается в следующем:

1 разработаны и испытаны принципиально новая конструкция 64 канального коррелятора, сжимающего шумоподобные сигналы , со сдвиговым регистром в восемь раз меньшей разрядности по отношению к аналогам,

2 создан и испытан обнаружитель частотно- импульсных сигналов в шумах с выработкой специальных графиков для оценки вероятностей обнаружения подобных сигналов для произвольных уровней помех,

3 Разработан электронно-цифровой комплекс радио-запрос- ответной связи , на несущих частотах порядка 30 МГц с частотным кодированием цифровых импульсных посылок,

4 Разработана схема реализации точного и помехозащищенного дистанционно действующего опто-электронного газоанализатора с его включением в схему построения системы с экологической томографией,

5 Разработано математическое обеспечение оценок точностных параметров получения, передачи и приема информационых данных в отдельных элементах и системы в целом , с учетом их выделений на фоне шумов современными спектральными и корреляционными методами

1.5. Реализация работы

Полученные результаты внедрены в научных исследованиях и практических работах на предприятиях Московского конструкторского бюро (МКБ) « Компас, ООО НТЦ « ПРИРОДА» , Московского государственного университета гражданской авиации,

1.7. Апробация работы

Материалы исследований и проработок , изложенные в диссертации .представлены

-в монографии « А Г Иноземцев, С А Иноземцев, Петров О M Инженерная метрология и информационные технологии точных и узкополосных измерений,» Изд Компания Спутник, Москва, 2006г , а также в статьях

- Иноземцев А Г , И А .Рубцов В Д ,Рубцов Д В, Иноземцев С А , «Parametric wave arrays applied to monitoring of natural media Physics of Vibrations 2001», Vol 9 Number2 pp 124140, Allerton Press Inc New York,

- Маслов И A, Иноземцев А Г , Кутаков С И, Рубцов Д В, Иноземцев С А , «Theory of monitoring system based on parametric wave arrays» Physics of Vibrations 2002, Vol 10 Number 4 pp 206-211, Allerton Press Inc New York

1.8. Основные положения , выносимые на защиту.

1 Создание архитектуры построения цифровой автоматической системы экологического контроля (АСЭК) с радио-запрос-ответной связью между ее информационными частями, рассредоточенными по протяженному пространству

2 Теоретические результаты обеспечения помехозащиты и частотного кодирования информационных посылок в управлении АСЭК и передачи экологических данных по радиоканалам связи с действием больших естественных и индустриальных помех

3 Результаты теоретических и инженерных проработок согласованного и оптимального выделения информационных сигналов на фоне помех

4 Математическое обеспечение корреляционного сжатия дискретно и непрерывно частотно - модулированных сигналов в шумах

5 Теоретическое обоснование повышенной помехозащищенности и точности измерений разработанной варианта опто- электронного газоанализатора дифференциального типа с узкополосной частотной модуляцией выделяемых сигналов

6 Теоретические основы организации математической томографии на основе работы АСЭК с дистанционно действующими газоанализаторами в сканирующих экологических локаторах

1.9. Публикации

По материалам выполненной диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них одна монография , объемом 410 стр , и 7 работ в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1.10. Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения и трех глав, общих выводов по главам, списка литературы и приложений Она содержит 141 страниц текста, 93 рисунка и список литературы из 47 наименований

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертационная работа состоит из введения и трех глав

В ГЛАВЕ 1 « Объекты , физика и техника экологического мониторинга» представлены материалы « Причин необходимости создания автоматических средств экологического мониторинга «

Эти причины ухудшения экологической ситуации определены всплеском развития цивилизации Такой всплеск породил массу проблем из-за сверхмощных технологий и роста промышленных объектов, развития наземного, надводного, подводного, воздушного и космического транспорта, несоразмерного выкачивания природных ресурсов из недр Земли, океанов и морей, резкого увеличения энергопотребления, а также применения крайне опасных средств в военной области

Источниками получения и распространения нужной экологической информации могут являться только приборные средства, измерительно- информационные установки, комплексы и системы на их основе, в итоге образующие базу систем экологического мониторинга Только они могут объективно отражать происходящие процессы в области изменений жизненных условий на Земле И только по их информационным данным допустимо вырабатывать защитные действия на строго законодательной основе

Более того, пространственно распределенные системы на крупных предприятиях становятся важнейшей частью их технического облика Как единое целое, они способны отображать реальное состояние технологий и сигнализировать о малейших нарушениях в них В этом случае введение в действие средств экологического мониторинга становится не затратным, а экономически выгодным делом для собственников промышленности

Мировая практика по борьбе с промышленными загрязнениями приоритеты отдает безопасности самих технологий на всех уровнях их функционирования Необходимое

информационное обеспечение б этом случае автоматически становится составной частью таких технологий

Подобные системы, ведущие непрерывный измерительный контроль за экологическими параметрами природных и промышленных объектов в автоматическом режиме действия, следует отнести к автоматическим системам экологического контроля (АСЭК

Их основа немыслима без инженерно-технического наполнения комплексами обнаружения загрязнений, измерения их параметров и величин, передачи, приема и преобразования данных на основе полностью автоматизированного процесса управления всей системой

При огромных потоках и объемах реальной измерительной экологический информации, привязываемой к геодезически точной системе координат в пределах контролируемых территорий, с учетом сложности современных алгоритмов обработки и отображения данных , такие системы не могут быть созданы без применения новейших достижений в области радио-электронной, цифровой и вычислительной техники , а также без применения современных информационных технологий

Соответственно, приборная часть измерителей экологических загрязнений должна иметь цифровые варианты исполнения, а пространственные каналы связи обязаны отличаться возможностью физической реализации, надежностью действия и помехозащищенностью

Самая укрупненная схема исследуемых вариантов построения региональных структур АСЭК , по представлениям автора диссертации , отражена на рис 1

- ОКРУЖАЮЩАЯ С^ЕДЛ

у&щ

Р(( Н (эв^Н Но

Рис.1. Укрупненная схема организации структуры региональной АСЭК

В первой главе диссертации показано, что основные проблемы создания АСЭК напрямую связаны с решением сложных задач метрологии по выделению первичной измерительной информации о составе многих вредных веществ , появляющихся как в природных средах , так и в результате действия технологических процессов производств

Конечными величинами измерений , в частности для воздуха, являются Величины усредненных номинальных значений концентраций С, находятся из условия

0)

д 1м _

где Р,- вес вредных составляющих загрязнений, 0 - объемы выбросов загрязненного воздуха за одну секунду

Общие выбросы таких составляющих, попадающих в контролируемое пространство окружающей среды в единицу времени, определяются по формуле

Q„=C,VSt = C,Q

(2)

где V - средняя скорость выходящих потоков, например из трубы, сечением Б, за время I

Часто результаты измерений экологических загрязнений оцениваются не значениями их абсолютных концентраций -С3 , а в безразмерных величинах по отношению к предельно допустимым концентрациям -ПДК в виде

С1 (3)

к,

ПДК

(4)

Аналогичное относится к общим выбросам, согласно условию

2 _ <2т 3 ПДВп '

где - предельно допустимые общие выбросы загрязнений

Количественными мерами оценок метрологических величин экологического контроля при их статистических флукгуациях являются оценки их средних значений (математических ожиданий), а также дисперсий или среднеквадратических отклонений, независимо от вида законов реальной плотности распределения вероятностей (ПРВ), по типовым формулам

1 Ш N

Хгд--

N'

Х,н = jp{X,)X,dX, ,

о

О

X _ _ I 2 — <У\н — Л/ ^iW

(5)

(6) (7) ( 8)

(9)

(10)

В представленных формулах индекс -д соответствует дискретным отсчетам данных, н-непрерывным данным, N -общее число независимых измерительных актов, Хъ - текущие

значения определяемых загрязнений, Хы - среднее значение флуктуирующей величины при дискретных отсчетах, Хш - то же самое, но при непрерывных результатах измерений, <Tja- дисперсия при дискретных отсчетах, а\н- дисперсия непрерывных данных, S - флуктуация, <т - среднеквадратическое отклонение

В работе показано, что использование необходимых исходных измерительных данных , соответствующих вышеприведенным формулам, для получения количественной оценки конечных результатов приборными средствами АСЭК в реальных условиях сопровождается проблемами организации пространственных связей , например, радиозапрос ответного типа , а также действием относительно больших естественных и индустриальных помех

При энергиях сигналов полезной информации , соизмеримых с шумовым порогом помех , задача восприятия , выделения , дистанционной передачи и приема достоверных данных технически крайне усложняется Ее решение , в приложении к создаваемым АСЭК, требует использования самых современных методов спектрального и корреляционного анализа больших объемов

исследуемых сигналов первичной информации с их согласованным и оптимальным приемом , осуществление которых делается практически невозможным без использования цифровой и вычислительной техники , а также новейших достижений информационных технологий в части организации , обеспечения и реализации сложных преобразований большого и непрерывного потока данных

Так в диссертации показано, что общим алгоритмом для подобных действий является условие вида

Яф (г) = I "Цхс (1)+Хш Ш(1 -т)Л, (11)

' п

где Т- время накопления информации, X,. (()- полезный сигнал, Хш(1)-шум, /(/)- весовая функция, которая и определяет вид приема и преобразования информации При автокорреляционном приеме

/(0 = *ш(')+*с(0- (12)

Когда /(/)= Хс(г), реализуется - когерентный прием Условие /(/) = 1 - отражает метод интегрального накопления и усреднения результатов измерительных данных. При пропускании сигналов через звено с импульсной переходной характеристикой Л(<) реализуется процесс физической фильтрации информации.

В тех случаях, когда спектр отклика фильтров совпадает со спектром исследуемых процессов, фильтры считают согласованными.

Когда фильтры, даже не являясь согласованными, но обеспечивают на выходе максимум отношения сигнал/шум, эти фильтры относят к оптимальным.

Оптимальный прием всегда предусматривает наибольшее подавление помех по отношению к выделяемому сигналу и в первую очередь, на уровне первичных цепей восприятия и фильтрации полезных данных.

Основные выводы по первой главе диссертации сводятся к следующим

1 Рассмотрены объекты и общие известные структуры экологического мониторинга окружающей среды, а также автоматических систем экологического контроля (АСЭК), с выработкой необходимых условий введения в них вычислительных средств автоматического управления и современных информационных технологий выделения и преобразований необходимой базы данных

2 Проведен системный анализ типовых приборных средств и методов получения экологической информации с использованием физических основ и принципов построения первичных обнаружителей, анализаторов и измерителей концентраций вредных веществ в средах воздуха, вод и грунтах земли

3 В целях обеспечения общего Государственного экологического мониторинга определены требования и критерии к выработке условий по необходимости создания АСЭК региональных масштабов применения, реально неосуществимых без использования современных достижений цифровой и вычислительной техники, в условиях восприятия и преобразований больших информационных потоков данных

4 Сформулированы основные требования к созданию реальных автоматических систем экологического контроля (АСЭК) в общей Государственной системе экологического мониторинга, сводящиеся к учету факторов

- масштабности пространственных связей и расположений составляющих частей системы,

- большого количества разновидностей физических принципов действия элементов системы и большого количества измерительных данных,

- наличие природных радиоканалов связи, с учетом относительно больших помех , в том числе индустриальных,

- выделение сигналов первичной измерительной экологической информации , по уровням энергии , соизмеримых с шумовым порогом .

В Главе 11 диссертации « Построение цифровой пространственно- протяженной радиозапрос-ответной АСЭК с оптимизацией ее параметров» устанавливаются основные теоретические положения и обоснования обобщенной структуры построения АСЭК, а также ее конкретного технического аналога При этом проведена оптимизация вида запрос-ответных радиосигналов связи с цифровым кодированием Определены критерии обнаружений и требования не только к спектральному составу таких сигналов, но и к средствам их оптимального приема, с использованием методов оптимального сжатия шумоподобных посылок

Результаты общих теоретических исследований доведены до разработки конкретного математического обеспечения процедур сжатия узкополосных сигналов с частотной ступенчатой и непрерывной модуляциями

Теоретически установлены критерии и требования к порогу обнаружений частотно-импульсных сигналов с заданными отношениями сигнал/шум

Вторя часть Главы 11 посвящена вопросам решения задач, связанных с обоснованием и принятием технических решений , конкретного назначения и необходимых для построения АСЭК с организацией системы управления из единого информационно-вычислительного центра (ИВЦ)

Обобщенная структура такой автоматически действующей системы с обратными связями управления в ней приведена на рис 2

Рис.2. Укрупненная схема организации цифровой АСЭК

При среднем значении циклического времени выборок тц данных за один акт измерений общая величина УБ составит

V, г[(Л'пЛ'з +[бит], (В)

Ти

где п- среднее значение двоичных разрядов используемых чисел для оценки измеряемых параметров

Действие АСЭК в составе Глобального, Государственного или регионального экологического мониторинга с обратными связями предполагает отслеживание ситуаций, как минимум, за полный цикл природных изменений, те за один год (Тэ =Ъ65дней =32x107 с)

Оптимальное время необходимых выборок данных в принципе должно быть согласовано с постоянной времени изменений экологической обстановки с учетом многих факторов и процессов

При явной инерционности протекания природных изменений техногенные или природные катастрофы могут быть скоротечными.

Поэтому, из очевидных соображений, для отслеживания динамики происходящих экологических событий время реакции на них АСЭК может ограничиваться только временем выборки тв, достаточным для фильтрации и выделения необходимых величин экологических измерений.

Тогда условие (1 14) сведется к равенству

vs= [(N^+NyN^np-^r,^- (14)

тв

В частности , при п =16 бит , а тв =0,1 с , порядок объема только результатов исходных измерений за один год составит

УБ >~ 5*10* бит

При этом показано , что пропускная способность систем с каналами связи существенно зависит от относительного действия шумов , что видно из условий

Если помеха и сигнал 1ДХ) распределены по нормальному закону и их спектры ограничены сверху величиной /„, то пропускная способность системы оказывается равной

При белом шуме, со спектром от «0» до /„,

С =/Jogi

где - удельная мощность помех в полосе 1 Гц

Анализ оптимизации приема и обнаружений бинарных импульсных посылок был связан с оценкой вероятности появления возможных ошибок по условию

Р = ± 2

4

(17 )

где В(х) = —-- , ип - пороговое напряжение ( критерий принимаемого решение

^¡ехр[-Х2]1Х

о

о и'

по сигналу ис ), э= —¿--отношение сигнал/шум, IIс - амплитуда принимаемого сигнала 2сг

Предполагается шум гауссов, каждое из состояний посылок равновероятное ( Р0 = Р^ = 0,5), что решение принимается на основании единственного выборочного значения сигнала и что процесс принятия решения состоит в сравнении выборки сигнала с заранее установленным пороговым уровнем

Показано, что существо организации оптимального приема сигналов в создаваемой АСЭК должно быть связано с введением фильтра с частотной характеристикой , согласованной со спектром первичного сигнала , с дальнейшим пропусканием результата через коррелятор При этом , если известен спектр полезного сигнала 5(со) и 5'(а>), как модули комплексных спектров, оптимально согласованного фильтра, то общий сигнал /¿,(0 на его выходе, будет равен

//Ф(1) = ~)5((о)5-(сау-^с/а} (18)

Полученный результат требуемого сложения, с целью сжатия ЧМ -сигнала, можно представить условием

у(')'Ё5т('ак' + <Рк0+<Ри.) (19)

*=1

Для ступенчатой модуляции

Ус (0 = 1>пКг' + <Рксо + <Ра.) (20)

В качестве характерной точки можно взять отсчет, соответствующий суммарному уровню

Т

сжимаемого сигнала в момент времени / = —, что соответствует середине сжатого импульса

п

Т

длительностью г = — Тогда для ступенчатой модуляции с учетом сагс и <рксо можно и

получить

уЛ>)' г =£яш

(2и -1 + 2к)+ к(к - 1\2п + к -1)

п2

(21) (22.)

2к-1 пТ 2к-\0)„Т

ТК Й)и-=(У„+-В— = со„+--- —

^ 0 2 п 0 2 Т п

„ Аса со при р = = —

Результат проведенного машинного сжатия по формуле (24) дает вид сигналов , в частности, показанных на рис 3

Рис 3 Форма сжатого линейно- ступенчато ЧМ - сигнала при его начальной длительности Т=0,236 с и числе разбиений п=10

Конечным итогом исследований, проведенных во второй главе диссертации, явилось создание подробно разработанных схем организации как управляющей из единого центра части АСЭК, так и частей , имеющих отношение к неограниченному числу отдельных экологических постов, рассредоточенных по большому пространству контролируемых территорий Вид этих схем показан на рис 4 и рис 5

ВЫВОДЫ по второй главе диссертации

1 В работе показано, что среди известных вариантов построения систем

общего экологического мониторинга (ЭМ) особое место занимают автоматические системы экологического контроля (АСЭК) регионально масштаба действия

Такие АСЭК дополнительно становятся источником информации промышленного назначения, участвуя в регулировании технологий производств

2 Исключительной особенностью управления АСЭК на базе единого информационно-вычислительного центра (ИВЦ) является введение пространственной радиосвязи запрос-ответного типа

3 Информационная надежность действия радио-связи в структуре АСЭК в условиях повышенных индустриальных шумов и синхронных помех, порождаемых отражениями сигналов от промышленных и жилых сооружений, достигается применением шумоподобных кодовых сигналов, имитирующих цифровые символы «1» или «О», с их оптимальным сжатием

4 Установлен критерий по выбору частот заполнения радиопосылок, позволяющих обеспечить их надежный прием в условиях синхронных помех со значительными фазовыми сдвигами

5 Проведен анализ ЧМ-сигналов с их оптимальным сжатием и разработаны цифровые устройства их формирования и оптимального помехоустойчивого приема

6 Создана математическая модель формирования и сжатия линейно-ступенчатых и линейно-дискретных ЧМ- сигналов, с разработкой вычислительной программы

7 Спроектирована архитектура аппаратурного комплекса АСЭК с информационными технологиями ее управления через единый вычислитель, включая управление дистанционно действующими экологическими локаторами

8 Определены критерии достоверного обнаружения частотно кодированных информационных сигналов в протяженных радиоканалах связи АСЭК и вытекающие из них требования к параметрам таких сигналов

Рис.4

/ ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ОТВЕТНОГО БЛОКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ПОСТА

¥ мл

ПРИЕМНЫМ БЛОК 465 «Гц

•еньни

блок УПРАВЛЕНИЯ БЛОК ФОРМИРОВАНИЯ ОТВЕТА

ОРИЕНТАЦИЕЙ эп

. \

П £ Р ЕДАТЧ и К

ПЕРЕДАТЧИК МОДУЛЯТОР

Рис 5

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ЗАПРОС-ОТВЕТНОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

ГЛАВА 111 « Исследование информационно- измерительных возможностей экологической томографии с дистанционно действующими газоанализаторами» впервые было показано, что средствами автоматических систем экологического контроля можно получать объемное видение загрязнений в воздушных пространствах атмосферы

Решение такой задачи определяется классическими возможностями вычислительной томографии, аналоги которых существуют в области ультразвуковых исследований и рентгеновской диагностики Техническое существо организации томографического отображения экологических загрязнений в воздухе поясняется рис 6

Отличие просматривается только в источнике получения измерительной информации в виде поглощения рассеянного света на определенных спектральных линиях, характерных для конкретных обнаруживаемых экологически опасных элементов в узкой диаграмме направленности в 1-3 градуса длиннофокусных объективов газоанализаторов

Проведенное автором совершенствование схем их принципа действия вылилось в разработку нового типа газоанализатора с дифференциальным методом подавления помех и узкополосным выделением полезного сигнал на их фоне

Проведенная оптимизация экологической локации пространств с применением цифровой корреляции соответствует дополнительной фильтрации информационных узкополосных сигналов после синхронного детектора , соответственно схемы на рис 7

и I '

Рис. 6. Структура организации расстановки экологи ческих локаторов в

АС ЭК для определения пространственных загрязнений методом томографии

Рис.7. Схема дополнительных решении, повышающих потенциально достижимые точности измерений газоанализатором.

Кинематическая схема и общий вид созданных экологических локаторов представлен ы.Щ

рис 8, рис 9

Рис. 9,Внешний вид обзорных экологических локаторов

В работе покачано, что общая корреляционная зависимость для узкополосного измеряемого сигнала составит:

Щт) = — он и. г + — 5(щ, У А" + 1)—созж.гуп-^^- (23 )

'2 2 к т 2

Графически корреляционная функция второй флукгуирующей части сигнала из формулы (23 ) представлена на рис. 10

Анализ этой корреляционной функции показывает, что разрешающая способность измерений всего гармонического сигнала, в виде минимально различимой величины его спектральной плотности 5с(<и0)тш, находится по неопределенности установления колебаний в конце корреляционного процесса при времени корреляции хк Такое время , при

затухании Л(г)ф по зависимости - , оказывается равным

г

^гЮтт

(24)

4ВД

Рис. 10. Вид корреляционной функции, получаемой для флуктуирующей части анализируемого процесса при превышении сигнала над помехами в К раз

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1 Разработана архитектура построения АСЭК регионального применения, с автоматическим управлением из единого информационно- вычислительного центра (ИВЦ) и решением задач информационной связи с системой пространственно рассредоточенных объектов экологических данных, посредством организации помехоустойчивой радиосвязи запрос-ответного типа

2 Представлено решение технической задачи по осуществлению вычислительной томографии, с целью объемного видения загрязнений воздушных пространств атмосферы

3 Для обеспечения вычислительной томографии и пространственного наблюдения экологического состояния воздушных сред рассмотрены возможности экологического сканирующего локатора с газоанализаторами, дистанционно действующими в узкой диаграмме направленности

4 Разработана схема построения оптимально действующего газоанализатора на основе объединения метрологических достоинств модуляции , дифференциального, разностного и узкополосного методов восприятия, преобразований и фильтрации информационных сигналов на фоне помех

5 Рассмотрены методы и средства обеспечения фильтрации и измерений информационных сигналов в узкой полосе частот и\ модуляции на основе корреляционной обработки данных следящим комплексом, с учетом уровня соотношения сигнал / шум

6 Разработано математическое обеспечение оптимального приема и сжатия ЧМ сигналов радиосвязи АСЭК, а также построение структуры автоматического действия и управления АСЭК со стороны единого информационно- вычислительного центра ( ИВЦ)

7 Проведено моделирование и расчет потенциально достижимых информационно -метрологических возможностей основных электронных элементов и устройств ,

составляющих основу построения и действия пространственно протяженной автоматической системы экологического контроля (АСЭК) радио запрос-ответного типа

Основное содержание диссертации опубликовано в работах

1 Петров О М Иноземцев А Г Иноземцев С А , «Инженерная метрология и информационные технологии точных и узкополосных измерений», Москва, Спутник+ 2006,-410 с

2 Иноземцев С А, «Результаты компьютерного моделирования сжатия частотно-модулированных колебаний», Москва Ж « Естественные и технические науки» , №6 -2007, 15-20

3 Иноземцев С А, «Техническое обеспечение экологических постов в цифровой автоматической системе экологического контроля окружающего пространства с экологическими локаторами», Москва , Ж « Естественные и технические науки», «№ 6 -2007 , с 33-40

4 Маслов И А , Иноземцев А Г, Кутаков С И , Иноземцев С А , «Hydrokmematic mechanism of the earth's vibrations excitation Physics of Vibrations 2000» , Vol 8 Number 4 pp 238-241, Allerton PressInc New York

5 Иноземцев А Г , И А .Рубцов В Д,Рубцов Д В, Иноземцев С А, и т д «Parametric wave arrays applied to monitoring ofnatural media Physics of Vibrations 2001», Vol 9 Number2 pp 124-140, Allerton Press Inc New York

6 Маслов И A , Иноземцев А Г, Кутаков С И, Рубцов Д В, Иноземцев С А , «Theory of monitoring system based on parametric wave arrays» Physics of Vibrations 2002, Vol 10 Number 4 pp 206-211, Allerton Press Inc New York

7 Касымов HI И , Ефимов П В , Касымов А Ш , Иноземцев С А «Повышение эффективности организации проектирования промышленных информационных систем , использующих космические летательные аппараты и спутниковые технологии» Журнал « Научный вестник МГТУГА «-Радиотехника и радиофизика, N»117 -2007, с 21-26

8 Ефимов П В , Иноземцев С А « Многопараметрический анализ емкостных датчиков малых углов и линейных перемещений поверхностей твердых тел

« Научный вестник МГТУГА»- Радиотехника и радиофизика ,№117 - 2007, с 14-17

9 Иноземцев С А «Обзорный локатор в автоматической системе экологического мониторинга» Журнал « Приборы и системы Управление, контроль диагностика «, №5 с 1114

10 Иноземцев С А «Пространственно распределенная автоматическая система экологического контроля « Журнал « Приборы и системы Управление, контроль, диагностика», № 5 , с 15-19

№ 1-007 от 26 марта 2007г

подписано к печати 28 03 2007 г Формат 60x84 1/17 Тираж 100 экз Заказ № 21

ООО Научно-технический центр « ПРИРОДА»

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Иноземцев, Сергей Александрович

ВВЕДЕНИЕ.2

ГЛАВА 1. ОБЪЕКТЫ, ФИЗИКА И ТЕХНИКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА.4

1.1. Причины необходимости создания автоматических средств экологического мониторинга.4

1.2. Основные объекты экологического мониторинга.5

1.3. Источники и виды промышленных загрязнений воздуха.6

1. 4. Глобальный и Государственный мониторинг окружающей среды.11

1.5. Инженерно-технический мониторинг и контроль окружающей среды .13

1.6. ЭВМ в составе информационно- измерительных систем (АСЭК).14

1.7. Основные величины оценок параметров экологического контроля.15

1.8. Особенность автоматических систем экологического мониторинга (АСЭМ) и контроля (АСЭК)- как автоматических систем управления (АСУ) техническими средствами.!.20

1.9. Измерительное приборное обеспечение АСЭК.28

1.10. Особенности выделения первичной измерительной экологической информации на фоне помех.30

1.11. Методы и принципы действия типовых первичных преобразователей и измерителей экологической информации.32

1.11.1 Измерители пылевых загрязнений воздуха.33

1.11.2 Измерители газовых загрязнений воздуха.37

1.11.3 Оптические газоанализаторы.39

1.12. Измерительные устройства для контроля загрязнений вод.41

1.13. Контроль загрязнений грунтов земли и придонных отложений.45

1.13.1 Радиационные измерения загрязнений грунтов.47

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.48

ГЛАВА 2. ПОСТРОЕНИЕ ЦИФРОВОЙ ПРОСТРАНСТВЕННО-ПРОТЯЖЕННОЙ РАДИО-ЗАПРОС-ОТВЕТНОЙ АСЭК С ОПТИМИЗАЦИЕЙ ЕЕ ПАРАМЕТРОВ.50

2.1. Предпосылки цифровых и вычислительных основ построения АСЭК.50

2.2. Влияние эффекта техногенных отражений на пропускную способность проектируемых АСЭК.53

2.3. Оптимизация запрос- ответных сигналов АСЭК и их выделения на фоне помех.56

2.3.1 Оптимальный прием частотно- импульсных сигналов.57

2.3.2. Оптимальное сжатие сигналов.60

2.3.3. Оценка эффективности сжатия сигналов.63

2.4. Результаты компьютерного моделирования сжатия частотно-модулированных колебаний.65

2.5. Техническое исполнение дискретно- цифровой частотной модуляции сигнала и его сжатия .71

2.5.1. Формирование дискретно-цифровых ЧМ- сигналов.71

2.5.2. Сжатие дискретно цифровых ЧМ- сигналов.75

2.6. Оптимальное выделение сигналов по амплитуде и их обнаружение.76

2.6.2. Оптимальный прием сигналов по амплитуде.76

2.7. Структурное построение АСЭК радио запрос-ответного типа.79

2.8. ЭВМ в составе информационно-измерительных систем.83

2.9. Эксплуатационные особенности КЭП, включающих обзорные локаторы экологических загрязнений.84

2.10. Особенности дистанционных информационных связей в АСЭК.87

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.95

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ НОФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ТОМОГРАФИИ С ДИСТАНЦИОННО ДЕЙСТВУЮЩИМИ ГАЗОАНАЛИЗАТОРАМИ.97

3.1. АСЭК в задачах вычислительной томографии экологических состояний атмосферы.97

3.2. Функциональная схема построения и действия газоанализатора с дифференциальным методом подавления помех и узкополосным выделением полезного сигнала.103

3.3. Узкополосное измерение дистанционно-действующим газоанализатором сигнала экологических загрязнений воздуха.109

3.3.1. Отстройка от синхронных помех при измерении узкополосных составляющих фазовым детектированием.112

3.3.2. Узкополосная фильтрация сигнала на выходе синхронного детектора.113

3.4. Оценка минимально достижимой случайной погрешности измерений концентраций вредных веществ в воздухе.116

3.4.1. Случайная составляющая фазовой ошибки фильтров.119

3.4.2. Фазовые ошибки, вызываемые усилением сигналов.121

3.5. Оптимизация измерений экологическим локатором с применением цифровой корреляции.124

3.6. Корреляционный анализ зашумленных узкополосных процессов экологических измерений.126

3.7. Разработка цифрового канального коррелятора.132

Введение 2007 год, диссертация по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, Иноземцев, Сергей Александрович

Среди самых наукоемких областей создания информационно-измерительных и управляющих систем , включающих высшие уровни достижений современной техники приборостроения и информационных технологий следует рассматривать методы и средства создания пространственно-протяженных автоматических систем экологического контроля (АСЭК), являющихся неотъемлемой частью общего экологического мониторинга.

Информационно-метрологические возможности подобных систем напрямую увязаны с решением принципиально важных задач таких как:

- Обеспечение помехоустойчивой передачи, приема и преобразований сложных сигналов в цепях единой структуры с ЭВМ, в условиях многокилометровых каналов радиосвязи с мощными случайными индустриальными и синхронными помехами, из-за возможных многократных отражений от жилых и промышленных объектов.

- Применение измерителей первичной экологической информации локального и дистанционного принципа действия, сопрягающихся с устройствами цифровой и вычислительной техники;

- Реализуемость объемного видения экологических опасностей методом вычислительной томографией и применением специально созданных для этих целей экологических локаторов.

Современные методы построения автоматически действующих систем экологического мониторинга, охватывающих протяженные пространства промышленных и жилых регионов, позволяют придать им качественно новые свойства. Такие системы становятся средствами отображения состояния технологий крупных производств. Это означает, что они из разряда экономически затратных сооружений превращаются в разработки новых информационных технологий по управлению и регулированию техническими структурами предприятий.

Является очевидным, что проблемы экологических загрязнений окружающей природной среды всегда связаны с выбросами вредных веществ из технологических каналов с возможным дефектами и недостаточным качеством работы. Пространственная картина таких выбросов , привязанная на геодезически точных планах к важнейшими промышленными объектам, дает в реальном масштабе времени ценную информацию для принятия управленческих действий.

Новые функции систем экологического мониторинга по этой причине делает их экономически выгодными, а значит нужными для хозяйственного внедрения. С учетом последнего проектирование автоматических систем экологического контроля - АСЭК должно удовлетворять потребительским требованиям рынка. В первую очередь к подобным требованиям можно отнести:

- Мобильность развертывания и установки элементов АСЭК; -Автономность действия без связи с глобальными сетями и структурами других назначений;

- Информационную надежность запроса, передачи и приема необходимых измерительных данных от контролируемых зон экологических загрязнений;

- Дальность действия, в пределах не менее 10 км. по радиусу, соизмеримая с масштабами территорий крупнейших комбинатов;

- Полную автоматизацию работы системы на основе современной цифровой и вычислительной техники. Это требование является исключительным и единственно определяющим устранение субъективного вмешательства человека в результаты контроля его же деятельности.

Основное содержание диссертации посвящено научно-техническим вопросам создания АСЭК протяженных пространств промышленных и жилых регионов радио запрос-ответного типа. Такой вид системы рассматривается универсальным, легко исполнимым в модульном варианте и доступным для предприятий разной технологической направленности.

Важнейшими сторонами научно-технического анализа организованной структуры автоматизации системы экологического контроля окружающей среды рассматриваются:

1. Особенности передачи, приема и фильтрации кодированных шумоподобных сигналов радиосвязи в основе АСЭК, с учетом действия мощных индустриальных помех и проявления многократных волновых переотражений .

2. Построение вычислительного, цифрового и программного комплекса управления системой из единого информационно- вычислительного центра (ИВЦ) АСЭК.

3. Построение оптимального радиоприема и передачи цифровых сигналов кодирования экологических данных от пространственно рассредоточенной системы экологических постов (ЭП).

4. Разработка информационно метрологической основы экологических локаторов с дистанционно действующими газоанализаторами.

5. Анализ возможностей действия АСЭК в режиме экологической томографии.

6. Представление экспериментально-технических результатов, полученных при выполнении диссертационной работы.

Таким образом, в полном соответствии с требованиями, предъявляемыми к диссертационным работам по специальности 05.11.16. »Информационно-измерительные и управляющие системы ( по отраслям))» в данной диссертации решена важная техническая задача, имеющая перспективы широкого применения, как в экологии, так и в промышленности для целей получения управленческой информации при наблюдении за технологическими процессами и регулировании качества их работы.

Заключение диссертация на тему "Пространственно распределенная автоматическая система экологического контроля радио запрос-ответного типа"

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В результате проведенных теоретических исследований и проработок принципиально значимых технических решений , представленных в диссертации, были получены новые данные , содержание которых сводится к следующим положениям.

1. Разработана архитектура построения АСЭК регионального применения с автоматическим управлением из единого информационно- вычислительного центра (ИВЦ) и решением задач информационной связи с системой пространственно рассредоточенных объектов экологических данных , посредством организации помехоустойчивой радиосвязи запрос- ответного типа.

2. Представлено решение технической задачи по осуществлению вычислительной томографии, с целью объемного видения загрязнений воздушных пространств атмосферы.

3. Для обеспечения вычислительной томографии и пространственного наблюдения экологического состояния воздушных сред рассмотрены возможности экологического сканирующего локатора с газоанализаторами, дистанционно действующими в узкой диаграмме направленности.

4. Разработана схема построения оптимально действующего газоанализатора на. основе объединения метрологических достоинств модуляции, дифференциального, разностного и узкополосного методов восприятия, преобразований и фильтрации информационных сигналов на фоне помех.

5. Рассмотрены методы и средства обеспечения фильтрации и измерений информационных сигналов в узкой полосе частот их модуляции на основе корреляционной обработки данных следящим комплексом, с учетом уровней соотношения сигнал / шум.

6. Разработано математическое обеспечение оптимального приема и сжатия ЧМ сигналов радиосвязи АСЭК, а также построение структуры автоматического действия и управления АСЭК со стороны единого информационно- вычислительного центра (ИВЦ).

7. Проведено моделирование и расчет потенциально достижимых информационно -метрологических возможностей основных электронных элементов и устройств, составляющих основу построения и действия пространственно протяженной автоматической системы экологического контроля (АСЭК) радио запрос-ответного типа.

Библиография Иноземцев, Сергей Александрович, диссертация по теме Информационно-измерительные и управляющие системы (по отраслям)

1. Сборник материалов. «Комплексная безопасность России исследования, управление, опыт.» - М.: ИИЦ ВНИИ ГОСЧ, 2002 -398 с.

2. C.B. Белова «Охрана окружающей среды» издание второе., М. Высшая школа, 1999-. 305с.

3. Булгакова и. др. «Контроль за выбросами в атмосферу и работа газоочистных установок на предприятиях машиностроения»., М. Высшая школа, 2000-220с.

4. Сытик K.M. и др.Биосфера, экология, охрана природы. Справочное пособие. Киев. 87г.

5. Федоров М.И., Бабкин А.Н., Способ изготовления датчика для анализа сероводорода в газовой среде. Заявка 2231053 643, МКИ G 01 N 27\2 ГТУ. -N2002128973/28; заявл. 20021029 ,опубл. 20040620. 570.

6. Кировская И.А., Азарова О.П., Датчик оксида углерода. Заявка 2209423 643, МКИ G 01 N 27\12 ГТУ. -N2001123403/28; заявл. 20010820 ,опубл. 20030727. -570.

7. Новый прибор для определения содержания озона. A good nose for ozone. Chem/Brit.- 2003.-39, N3.-.C 16.-ISSN 0009-3106.-045.

8. Электронный нос. Elektronische Nase. /Goschnik Joachim/ Maschinenmarkt.-2002.-t 108, N 40.-.С 62-63: 2 ил.-ISSN 0341-5775.-481

9. Радиоэкологический журнал Барьер безопасности №2, 2005 г.

10. Радиоэкологический журнал Барьер безопасности №9, 2003 г.

11. Вестник Госстандарта России 7(67)'2003 М. В-49, ГСП-1, 119991.

12. Журнал экология и промышленность России, ноябрь 1996г.

13. Блобас М.М. Основы промышленной экологии. Москва, Высшая школа, 1993 г.

14. Петров H.H. «Человек в чрезвычайных ситуациях» Учебное пособие -Челябинск: Южно-Уральское книжное издательство, 1995г.

15. Высоцкий B.C., Перлин В.И. Некоторые вопросы развития крупнейших городов и агломераций. Промышленное и гражданское строительство. 1993г. -№7.

16. Порохов Б.Б. Жизненная среда горожан. Природа. 1993. №3

17. Экологический вестник выпуск №1 1997г. Институт экономики HAH Украины.

18. Маслов И.А., Иноземцев А.Г., Кутаков С.И., Иноземцев С.А., «Hydrokinematic mechanism of the earth's vibrations excitation Physics of Vibrations 2000» , Vol.8. Number 4. pp.238-241, Allerton Press Inc./ New York.

19. Иноземцев А.Г., ,Рубцов В.Д., Иноземцев С.А., и др. «Parametric wave arrays applied to monitoring of natural media Physics of Vibrations 2001», Vol.9. Number 2. pp. 124-140, Allerton Press Inc./ New York.

20. Маслов И.А., Иноземцев А.Г., Кутаков С.И, Рубцов В.Д., Иноземцев С.А. «Theory of monitoring system based on parametric wave arrays» Physics of Vibrations 2002, Vol.10. Number 4. pp.206-211, Allerton Press Inc./ New York.

21. Иноземцев А.Г. Иноземцев С.А., Петров O.M. «Инженерная метрология и информационные технологии точных и узкополосных измерений», Москва, Спутник+ 2006-3 Юс.

22. Маслов И.А., Иноземцев А.Г., Кутаков С.И, Рубцов В.Д., Иноземцев С.А., «Theory of monitoring system based on parametric wave arrays» Physics of Vibrations 2002, Vol.10. Number 4. pp.206-211, Allerton Press Inc./ New York.

23. Иванов B.A., Ющенко A.C. Теория дискретных систем автоматического управления. М., Наука, 1983.

24. Теория автоматического управления. Под редакцией А.А. Воронова-М.: Высшая школа, 1985.

25. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология -М.: Логос, 2001.

26. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник. Под редакцией В.В. Клюева- М.: Машиностроение, 1996.

27. Цапенко. М.П. Измерительные информационные системы. М.: Энергоиздат, 1985.

28. Основы автоматизации измерений/ Под ред. В.Б. Коркина.-М.: Изд-во стандартов, 1991.

29. Метрология и электрорадиоизмерения в телекоммуникационных системах. В.И. Нефедов, В.И. Хакин и др.: Под редакцией В.И. Нефедова.-М.: Высшая школа, 2001.

30. Чернявский Е.А., Недосекин Д. Д., Алексеев В.В. Измерительно-вычислительные средства автоматизации производственных процессов.- Л.: Энергоиздат, 1990.

31. Липаев В.В. Проектирование программных средств .- М.: Высшая школа, 1990.

32. Игнатов В. А. Теория информации и передача сигналов.- М.: Радио и связь, 1990.

33. Гоноровский . Радиотехнические радиотехнические цепи и сигналы. -М.: Радио и связь, 1986.

34. Латхи Б.П. Системы передачи информации. Пер. с английского. Под ред. Б.И. Кувшинова. -М.: Связь, 1971.

35. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Высшая школа, 1990.

36. Гутников B.C. Фильтрация измерительных сигналов. JL: Энергоатомиздат, 1990.

37. Измерения в электронике. Справочник. Под редакцией В.А. Кузнецова. -М.: Энергоатомиздат, 1988.

38. Рычина Т.А., Зеленский A.B. Устройства функциональной электроники и электрорадиоэлементы.- М.: Радио и связь, 1990.

39. Арутюнов П.А. Теория и применение алгоритмических измерений. М.: Энергоатомиздат, 1990.

40. Пеннин П.И. Системы передачи цифровой информации. М.: Сов. Радио, 1986

41. Микроэлектронные устройства автоматики. Под редакцией A.A. Сазонова. М.: Энергоатомиздат, 1991.

42. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. Справочник/ Под ред. C.B. Якубовского.- М.: Радио и связь, 1994.

43. Современные технологии автоматизации: научно- техн. Журнал. М.: СТА-ПРЕСС, 1999, №1.

44. Современные технологии автоматизации. М.: СТА-ПРЕСС, 1999, №3.

45. Современные технологии автоматизации. -М.: СТА-ПРЕСС ,1999 №1.

46. Метрологическое обеспечение систем передачи/ Под ред. проф. Б.П. Хромого.-М.: Раио и связь, 1991.

47. Кириллов В.И. Многоканальные системы передачи . Учебник. М. Новое знание, 2002.

48. Шиндер Д. JI. Основы компьютерных сетей. Пер. с анг.- М.: Издательский дом « Вильяме», 2002.

49. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. СПб.: Питер, 2002.

50. Новиков Ю.В., Кондратенко C.B. Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. М.: ЭКОМ, 2001.

51. ОлесонГ., ПианиД. Цифровые системы автоматизации и управления.-СПб Невский диалект, 2001.

52. Коновалов Г.В. Радиоавтоматика . м.: Высшая школа, 1990.

53. Современные технологии автоматизации. М.: СТА-ПРЕСС, 2000, №4.

54. Современные технологии автоматизации. М.: СТА-ПРЕС, 2002 , № 4.

55. Современные технологии автоматизации. М.: СТА-ПРЕСС , 2003, №1.

56. Круглик К.В. Промышленные сети: цели и средства. Современные технологии автоматизации.- 2002, №4.с. 6-17.

57. Ремизевич Т.В. Микроконтроллеры для встраиваемых приложений.-М.: ДОДЭКА, 2000.

58. Решетов А., Лопаткин Б., Елов А. Универсальный программно- технический комплекс для АСУ ТП химводоподготовки // Современные технологии автоматизации. 2001:, №4 , с. 60-67.

59. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства. PC.- СПб.: ЕХВ -Петербург, 2003.

60. Распутин А., Федотов И. Программно- технический комплекс ЭКОМ: учет и управление энергоресурсами // Современные технологии автоматизации. 2000, №3 , с. 38-45.

61. ТузЮ.М. Автоматизация проектирования устройств измерительной техники. Киев: Выща шк. 1990.

62. Автоматизация проектирования радиоэлектронных средств. Учебное пособие для вузов/ Подредак. Проф. О.В.Алексеева. М.: Высшая школа, 2000.

63. Павлов В.Н. Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств УВчебник. М.: Горячая линия- Телеком, 2003.

64. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. СПб.: БХВ- Санкт Петербург, 2001.

65. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. -JI.: Энергоатомиздат, 1991.

66. Агейкин Д.А. и др. Датчики контроля и регулирования. Справочник- М.: М ашиностроение, 1965.

67. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных приборах. -JL: Энергоатомиздат 1998.

68. Приборы и средства автоматизации. Номенклатурный каталог: части 1-З.Челябинск: ОАО « Теплоприбор», 2003.

69. Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерения. М.: Радио и связь, 1985.

70. Мир измерений.- М.: ООО «РИА», 2003, № з.

71. Мир измерений. М.: ООО « РИА» 2003, №4.

72. Мир измерений М.: ООО «РИА» , 2003, №5

73. Бриндли К. Измерительные преобразователи . Справочное пособие, Пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1991.

74. Мир измерений. М.: ООО «РИО» , 2004, №6.

75. Координатные измерительные машины и их применение . A.A. Гапшис и др.-М.: Машиностроение, 1998.

76. Приборы для химических, аналитических, экологических и пищевых лабораторий. Каталог. М.: НПП « ЭКОНИКС» , 2005.

77. Аналитические приборы для экологии, промышленности и научных исследований. Каталог. СПб.: ЗАО «ОПТЭК» , 2005.

78. Приборы и средства автоматики. Каталог, т.т. 1-4. М.: ООО Изд-во» НАУЧТЕХЛИТИЗДАТ», 2004.

79. Смолов В.Б. Функциональные преобразователи информации. -Л. Энергоатомиздат. Ленингрд. отделение, 1981,248с.

80. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений ГОСТ 8. 009-84. М.: изд-во стандартов , 1985-150с.

81. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. -СПБ: Питер ,2003-604 с.

82. Назаров Н.Г. Метрология. Основные понятия и математические модели : Учеб. пособие для вузов. М.: Высшая школа. 2002-348с.

83. Харт X. Введение в измерительную технику. Пер.с нем. М.М. Гольмана. -М.: Мир. 1999-391с.

84. Сажин С.Г., Луконин В.П. Глобальность проблемы экологии и задачи развития средств герметизации и течеискания// Экологическая безопасность регионов России и р иск техногенных аварий и катастроф: Тез. Докл. Всероссийской научн- техн. Конф.- Пенза 2001г.

85. Зажигин A.C., Зайцев А.Ф., Тюрин В.А. и др. Использование автоматических газоанализаторов для контроля герметичности.-М.: Машиностроение, 1977 -215с.

86. Примиский В.Ф. Структурные схемы и методы обработки информации в газоаналитических системах// Измерения, контроль, автоматизация, 1985, №4. с. 12-18.

87. Приборы и системы аналитического контроля, разработанные НПО « Химавтоматика» // приборы и системы управления. 1999. № 9.

88. Сухорев В.Я., Мясников И.А. Теоретические основы метода полупроводниковых сенсоров в анализе активных газов. -Журнал .физ. химии-1987, т. LX1, №2, с.302.

89. Зи С. Физика полупроводниковых приборов: В 2-х книгах. Ки. 1. Пер.с англ. 2-е переработ, и доп. издание,-М.: Мир, 1984-456с.

90. Евдокимов A.B., Фоменко С.В. и др. Микроэлектронные датчики химического состава газов// Зарубежная электронная техника.- 1988-№2.-231с.

91. Мальченко С.И. и др. Полупроводниковый газовый сенсор// Приборы и системы управления. 1999. - №5. - с. 31.

92. Стриха В.И. Полупроводниковые приборы с барьером Шотки.-М.: Сов. Радио. 1974.

93. Луконин В.П., Белкин A.A. // Построение портативных интеллектуальных газоаналитических приборов с микроэлектронным чувствительным элементом. Тез. докладов Межрегиональной научн.-техн. к 3-4 марта 1998г.-Дзержинск.

94. Викторова B.C., Степанянц A.C. Комплекс программ для анализа надежности , безопасности и эффективности технических систем. Приборы и системы управления, 1998, №6.

95. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.- М.: Изд. Стандартов, 1988.

96. ГОСТ 12.1.007-76 Вредные вещества. Классификация и общие требования. -М.: Изд. Стандартов , 1976.

97. Тимохин A.C. Основы конструирования и расчета технологического и природоохранного оборудования: Справочник. Т.1.- Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2001.

98. Методы и средства измерения в системах контроля и управления. Сборник материалов,- Пенза, 2001.

99. Музыкин С.Н., Родионова Ю.М. Моделирование нелинейных систем с использованием белошумовой идентификации. М.: Можайский полиграф, комбинат, 1999.

100. Пугачев B.C., Казаков И.Е., Евланов Л.Г. Основы статистической теории автоматических систем,- М.: Машиностроение, 1974.

101. И.Е. Кинкулькин, В.Д, Рубцов, М.А. Фабрик «Фазовый метод определения координат» М. Сов. Радио, 1979 г.

102. Котельников В.А. «Теория потенциальной помехоустойчивости», Госэнергоиздат, М., 1956г.

103. Дружинин Г.В., Сергеева И.В. Качество информации. М.: Радио и связь, 1990.- 171 с.

104. Михайлов А., Мухин А. и др. Концепция информационного обеспечения МП в России. М.: Инфоцентр, 1996. 183 с.

105. Мирошник И. Теория автоматического управления: Нелинейные и оптимальные системы, Питер 2006, 5-469-00351-5 .

106. Шишмарев В.Ю. Типовые элементы систем автоматического управления. Учебник, Академия 2004, 5-7695-1328-4.

107. Рапопорт Э.Я. Анализ и синтез систем автоматического управления с распределенными параметрами, Высшая школа, Москва, 2005, 5-06-005353-9.

108. Ротач В. Я. Расчет динамики промышленных автоматических систем регулирования. М.: Энергия, 1973.- 440 с.

109. Кабанов М.Ф. Региональный мониторинг атмосферы. 4.1 и 4.2 Томск: изд-вл СО РАН, 1997.

110. Солодовников В.В. Статистическая динамика линейных систем автоматического управления. М. ,Физматгиз, 1960.

111. Яворский Б.М., Детлаф A.A., Справочник по физике. М.: Наука. Гл. ред. Физ-мат. Лит., 1990. - 624 с.

112. Волков И.К., Канатников А.Н. Интегральные преобразования и операционное исчисление: Учеб. для вузов. 2-ое изд. Под ред. В.С.Зарубина, А.П. Крищенко. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 228 с.

113. Браславский Д.А., Петров В.В., Точность измерительных устройств. М.: Машиностроение, 1976. - 312 с.

114. Щепетов А.Г. Задачи и упражнения по курсу «Теория, расчет и проектирование измерительных приборов». Учебное пособие, 4.1 Анализ и синтез статических характеристик приборов. М.: МИП, 1990. 92 с.

115. Смолов В.Б. Функциональные преобразователи информации. Л: Энергоатомиздат. Ленингр. Отделение, 1981. -248с.

116. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л: Энергоатомиздат. Ленингр. Отделение, 1985. - 248с.

117. Французова Г.А. Востриков A.C. Теория автоматического регулирования. -Новосибирск, 2003. 363 с.

118. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2003. - 604 с.

119. А.Ван Дер Зил. Шумы при измерениях. «Мир» , М., 1970-251с 123)

120. А. Ван Дер Зил. Флуктуации в радиотехнике и физике. « Госэнергоиздат», М.: 1959-205с.

121. Ефимов П.В., Иноземцев С.А. « Многопараметрический анализ емкостных датчиков малых углов и линейных перемещений поверхностей твердых тел». Ж. Вестник МГТУГА ,»17 , 2007, 14-17.