izpis_h1_title_alt

RAZVOJ PORAZDELJENIH MERILNIH SISTEMOV ZA SPREMLJANJE STANJA OKOLJA V REALNEM ČASU
ČERNAČ, BOJAN (Avtor), Bojkovski, Jovan (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (6,93 MB)

Izvleček
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.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:porazdeljen okoljski merilni sistem, modularnost, Linux vgrajen računalnik, xml konfiguracija, zajem podatkov, zagotavljanje kakovosti podatkov, oddaljeno upravljanje omrežja, projektni strežnik, SVN, APT, IPKG, Telnet.
Vrsta gradiva:Magistrsko delo (m2)
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2016
Število ogledov:529
Število prenosov:395
Metapodatki:XML RDF-CHPDL DC-XML DC-RDF
 
Skupna ocena:(0 glasov)
Vaša ocena:Ocenjevanje je dovoljeno samo prijavljenim uporabnikom.
:
Objavi na:AddThis
AddThis uporablja piškotke, za katere potrebujemo vaše privoljenje.
Uredi privoljenje...

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:DEVELOPMENT OF DISTRIBUTED REAL-TIME ENVIRONMENTAL MEASURING SYSTEM
Izvleček:
Master's thesis analyses and highlights the most important characteristics of the optimal real time environmental measuring system. Technical implementation of distributed measuring system DEMS (Distributed Environmental Measuring System) with X-DEG (Distributed Environmental Gateway), as a basic gateway is shown. System is primarily built for continuous environmental monitoring and providing and delivering high-quality environmental data in real time. The introduction presents the role of the Slovenian Environment Agency (SEA), as the institution responsible for providing and delivering high-quality environmental data in real time. Also objectives and guidelines as well as requirements that were followed in designing and developing the optimal measuring system DEMS and the X-DEG platform are presented. Separate segments of SEA measuring network (meteorological, hydrological and air quality) with basic features and implemented measuring quantities are shortly introduced. The following chapter presents the implemented DEMS network with integrated supportive virtual servers for managing distributed X-DEG measuring systems and traceable software, hardware and documentation management (Redmine, SVN - Software Versioning And Revision Control System, Wiki, Visualization server). Fourth chapter presents the design of the X-DEG high performance communication platform with distributed modular concept of hardware and software. Functionality is based on embedded Linux operating system where, from the user point of view, sensor kernels, called sensord modules are running independently. Each sensord can be associated with physical UART or TCP/IP communication channel. It manages the connected sensors and performs data acquisition. Sensord as measuring system constitutive element ensures design of hierarchic tree and node modular structure. Job manager daemon called JMD module is used as gateway for coordination and data dissemination, supervising sensord performance. It also assures data archiving and periodical data transmission to remote data center. The characteristics of the optimal measuring system that are strongly related with built in software services and functionalities that are implemented at the level of X-DEG communication platform are described. In the goal to achieve remote measuring networks and data management the platform should be designed with appropriate interfaces and supported by appropriate services. Furthermore, the implementation of standard user telnet command line interpreter TCLI is described. The xml configuration of the application software (sensord and JMD modules) as a basis of structure hierarchy and functional operation of measuring system is presented. The implementation of environmental measuring system at the level of sensors and instruments connectivity and integration into measuring network is shown. The data flow specification at the level of sensord module is presented in chapter 5. Some algorithms for basic continuous meteorological quantities, such as temperature or relative humidity, and example of interval data processing for precipitation are shown. Conclusion gives the results achieved with the implementation of DEMS and X-DEG as a high-performance measuring system, from the aspect of set objectives and requirements. X-DEG measuring systems are field-tested and operational functioning at 285 locations of hydrological and meteorological national measuring network. The system was also tested and installed at some air quality measuring sites. Production of installed measuring systems DEMS / X-DEG was performed in SEA laboratory.

Ključne besede:distributed environmental measuring system, modularity, Linux embedded system, xml configuration, data acquisition, data quality assurance, remote network management, project server, SVN, APT, IPKG, Telnet.

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Komentarji

Dodaj komentar

Za komentiranje se morate prijaviti.

Komentarji (0)
0 - 0 / 0
 
Ni komentarjev!

Nazaj