RAZVOJ PORAZDELJENIH MERILNIH SISTEMOV ZA SPREMLJANJE STANJA OKOLJA V REALNEM ČASUČERNAČ, BOJAN (Avtor) Bojkovski, Jovan (Mentor) porazdeljen okoljski merilni sistemmodularnostLinux vgrajen računalnikxml konfiguracijazajem podatkovzagotavljanje kakovosti podatkovoddaljeno upravljanje omrežjaprojektni strežnikSVNAPTIPKGTelnet.V magistrskem delu so analizirane ter izpostavljene najbolj pomembne karakteristike optimalnega merilnega sistema za spremljanje stanja okolja v realnem času. Predstavljena je tehnična implementacija porazdeljenega merilnega sistema DEMS (ang. Distributed Environmental Measuring System) z X-DEG (ang. Distributed Environmental Gateway) visoko zmogljivo komunikacijsko platformo, kot osnovnim gradnikom. Sistem je primarno namenjen kontinuiranemu spremljanju stanja okolja ter zagotavljanju in posredovanju kakovostnih okoljskih podatkov v realnem času. V uvodu je predstavljena vloga Agencije za okolje (v nadaljevanju ARSO), kot odgovorne institucije za zagotavljanje in posredovanje kakovostnih okoljskih podatkov v realnem času. Predstavljeni so cilji in smernice ter zahteve, ki so upoštevane pri načrtovanju in razvoju optimalnega merilnega DEMS in X-DEG platforme. Na kratko so predstavljeni posamezni segmenti avtomatske merilne mreže ARSO (meteorološka, hidrološka in kakovost zraka) ter merilne veličine, ki jih kontinuirano spremljamo v okviru posameznih monitoringov. V nadaljevanju se osredotočamo na predstavitev implementacije DEMS kot omrežja z integriranimi virtualiziranimi podpornimi strežniki za upravljanje s porazdeljenimi X-DEG merilnimi sistemi ter sledljivo obvladovanje programske in strojne opreme ter dokumentacije (Redmine, SVN - Software Versioning And Revision Control System, Wiki, Vizualizacijski strežnik). V četrtem poglavju je predstavljena zasnova X-DEG visoko zmogljive komunikacijske platforme ter porazdeljen modularni koncept strojne in programske opreme. Funkcionalnost je bazirana na vgrajenem Linux operacijskem sistemu, na katerem tečejo s stališča uporabnika neodvisna senzorska jedra, ki jih imenujemo sensord (ang. Sensor daemon). Vsak sensord se lahko povezuje s fizičnim UART ali pa TCP/IP komunikacijskim kanalom, preko katerega upravlja priključeno senzoriko in zajema podatke. Sensord, kot element gradnje merilnega sistema, zagotavlja načrtovanje hierarhične drevesne in vozliščno modularne strukture. Nadzorni strežniški vmesnik oziroma JMD modul (ang. Job Manager Daemon) deluje kot vhodna vrata (ang. gateway) za koordinacijo in izmenjavo podatkov, nadzor nad delovanjem posameznih sensord, zagotavlja pa tudi arhiviranje in periodičen prenos podatkov v center. Opisane so karakteristike optimalnega merilnega sistema, ki jih v veliki meri določajo prav vgrajeni programski servisi in funkcionalnosti, ki jih želimo implementirati na nivoju komunikacijske platforme X-DEG. V cilju daljinskega upravljanja z merilnimi mrežami in podatki mora biti le-ta načrtovana z ustreznimi vmesniki in podprta z ustreznimi servisi. Predstavljena je izvedba standardiziranega uporabniškega ukazno vrstičnega TCLI (ang. Telnet Command Line Interpreter) vmesnika. V nadaljevanju je prikazan koncept xml (ang. Extended markup language) strukture kot mehanizem za porazdeljeno gradnjo in funkcionalno upravljanje z aplikativno programsko opremo (sensord in JMD) ter kot osnova za hierarhično drevesno in modularno vozliščno strukturo delovanja X-DEG merilnega sistema. Prikazan je način gradnje merilnega sistema za spremljanje stanja okolja na nivoju povezovanja senzorike in instrumentov ter integracije v merilno mrežo. V petem poglavju je predstavljena struktura podatkovnega toka, ki se izvaja na nivoju sensord modulov ter algoritmi za intervalno procesiranje podatkov. Prikazan je primer za zvezne veličine, kot sta temperatura in relativna vlažnost zraka ter primer obdelave količine padavin. V zaključku so podani doseženi rezultati pri implementaciji DEMS in X-DEG kot visoko zmogljivega merilnega sistema z vidika zastavljenih ciljev in zahtev. Merilni sistemi so preizkušeni in operativno delujoči na 285 lokacijah hidrološke in meteorološke nacionalne merilne mreže ARSO. Prav tako je bil sistem preizkušen in nameščen na nekaterih merilnih mestih, kjer poteka monitoring kakovosti zunanjega zraka. Produkcija vseh že nameščenih merilnih sistemov DEMS / X-DEG je bila izvedena v laboratoriju ARSO.20162016-09-08 15:29:25Magistrsko delo84937VisID: 34334sl