Системы телеметрии — принцип работы и сферы применения

ТЕЛЕМЕТРИЯ

Системы телеметрии — принцип работы и сферы применения
статьи

ТЕЛЕМЕТРИЯ, техника измерений на расстоянии. Телеметрия позволяет удовлетворить весьма важную потребность ученого, инженера, медицинского эксперта или иного пользователя в данных об удаленных объектах.

Области применения.

В качестве одного из важных применений телеметрии можно назвать летные испытания новой модели самолета или другого летательного аппарата.

Для оценки работоспособности конструкции и летных характеристик самолета нужно измерять расход топлива, характеристики работы двигателей, механические нагрузки, испытываемые фюзеляжем и крыльями, вибрации и температуры критически важных элементов летательного аппарата, параметры электронного оборудования самолета, траекторные данные. Средства телеметрии следят за измерениями во множестве точек, число которых составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч, и предоставляют результаты измерений конструкторам на их наземные компьютеры или дисплейные терминалы.См. также АЭРОДИНАМИКА; АЭРОКОСМИЧЕСКИХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ КОНСТРУИРОВАНИЕ.

Система телеметрии космического летательного аппарата может обеспечить получение важных научных данных о поверхности, атмосфере или электромагнитном поле планет, а также следить за состоянием здоровья космонавтов.См. также ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ; КОСМОСА ИССЛЕДОВАНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.

Некоторые зоны электроэнергетических установок и станций (особенно атомных) небезопасны для людей; вместе с тем параметры их рабочих режимов (такие, как температура, давление, расход охладителя) имеют критически важное значение для оценки режима работы и безопасности станции. Средства телеметрии в таких системах непрерывно следят за режимом работы и передают результаты измерений на дисплейные терминалы операторов станции.См. также АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ И РЕГУЛИРОВАНИЕ; ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ЭНЕРГИЯ.

Во многих больницах осуществляется непрерывный контроль за состоянием больных с сердечной недостаточностью или с другими тяжелыми заболеваниями.

Чтобы избежать необходимости иметь специалиста-медика у каждой койки, каждому больному устанавливают миниатюрный телеметрический передатчик, и за всеми больными ведется непрерывное наблюдение из одного места.См. также БИОЭЛЕКТРИЧЕСТВО; СЕРДЦЕ.

На месте, где произошел несчастный случай, группа медиков, приехавшая на машине скорой помощи, может установить привезенные с собой средства телеметрии.

Благодаря этим средствам медицинские эксперты, находящиеся в травматологическом центре, получают возможность следить за критически важными измерениями и консультировать медперсонал, оказывающий первую помощь на месте происшествия и подготавливающий больного к транспортировке в больницу.

Стандарты.

Наиболее сложные современные системы телеметрии используются в аэрокосмических исследованиях. Чтобы достичь некоторого уровня стандартизации, испытательные полигоны стремятся придерживаться системы стандартов, разработанных Межведомственной комиссией по измерительным средствам (IRIG).

Измерительные преобразователи.

Результаты непосредственных измерений (температуры, давления, нагрузки, ускорения и т.д.) преобразуются в пропорциональное электрическое напряжение.

К числу часто применяемых датчиков относятся датчики (преобразователи) давления и расхода, термопары, термометры сопротивления, мосты и потенциометры (см. также ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ; ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСТВО).

В типичную телеметрическую систему входит несколько разновидностей формирователей сигналов, каждый из которых используется для преобразования выходного сигнала того или иного конкретного преобразователя в стандартный сигнал напряжения от 5 до 10 В.

Мультиплексор.

Система телеметрии воспринимает и ретранслирует электрические сигналы от многих датчиков одновременно благодаря процессу уплотнения данных, называемому мультиплексированием.

В стандарте IRIG приняты три способа уплотнения данных: амплитудно-импульсная модуляция (АИМ), частотная модуляция (ЧМ) и импульсно-кодовая модуляция (ИКМ). ИКМ до сих пор является наиболее распространенной благодаря характерной для нее низкой вероятности ошибок (обычно менее 0,25% для любого измерения).

ИКМ-система преобразует результат каждого измерения, выраженный аналоговым значением напряжения, в приемлемое для компьютера цифровое значение.

В системе с использованием, например, 12-разрядных двоичных чисел самое малое напряжение будет представлено кодовым числом 000 000 000 000 (0), а самое большое – 111 111 111 111 (2047). Для подачи сигнала о начале каждого нового цикла сканирования датчиков и преобразователей генерируется специальная кодограмма.

Радиопередача и радиоприем.

Комиссия IRIG определяет стандартные диапазоны частот для радиопередачи и приема в пределах от 1435 до 1540 МГц для пилотируемых летательных аппаратов и от 2200 до 2400 МГц для беспилотных.

Типичный диапазон мощностей при радиопередаче ограничен пределами 1–10 Вт, поскольку для более высоких мощностей требовались бы передатчик слишком большого размера и массы, а также использование батарей.

На маневрирующем летательном аппарате, каким является самолет, для передачи данных используют всенаправленную антенну. Таким образом, сигнал можно принимать независимо от положения самолета.

Чтобы компенсировать низкий уровень мощности при передачах со спутника или космического зонда, направленную антенну наводят на точку, в которой на земле находится приемная станция.

Приемная антенна обычно представляет собой устройство автоматического слежения, которое принимает сигнал телеметрии и непрерывно сопровождает его источник, пользуясь информацией от радиоприемника, связанного с контролируемым объектом.

Запись и сохранение информации на магнитной ленте.

В большинстве научных и технических приложений данные телеметрии записываются на магнитную ленту, даже если они одновременно исследуются аналитиками. Такая запись позволяет воспроизвести данные после завершения испытаний и, таким образом, более эффективно проанализировать их результаты.

IRIG устанавливает стандарты на регистраторы показаний контрольно-измерительных приборов как в режиме обычной записи (вдоль длины ленты), так и в режиме наклонно-строчной записи (как при записи изображений).

На ленте записывается также текущее время, что позволяет аналитику соотносить данные со временем при воспроизведении.

Демультиплексор.

Демультиплексор в системе телеметрии распознает результаты измерений из данных, полученных по системе связи или взятых с магнитной ленты.

В ИКМ-системе процесс демультиплексирования (разуплотнения) включает в себя отыскание кодограммы, которая вставляется в поток данных, чтобы сигнализировать о начале каждого цикла сканирования, после чего ведется подсчет битов для идентификации каждого измерения и подготовки его результата для ввода в компьютер.

Компьютер и воспроизведение на экране.

Обработка телеметрических данных может быть сосредоточена на одном компьютере или выполняться на нескольких машинах. В любом случае результаты особенно важных измерений исследуются сразу же по получении. Их проверяют, чтобы убедиться в их достоверности и отсутствии отказов измерительного и телеметрического оборудования.

В типичном случае через 0,25 с после выполнения кодирования результат измерения воспроизводится на приемной станции для проведения экспресс-анализа. Любое отклонение от нормы отображается другим цветом и может инициировать сигнал звукового предупреждения, чтобы привлечь к данной ситуации внимание аналитика.

Изображения на экране можно получать в одной из нескольких разных форм. Каждый пользователь может назначить по своему выбору воспроизведение результатов конкретных измерений в графическом или числовом виде.

Телеметрическое оборудование воспроизведения обычно снабжено устройствами для копирования, позволяющими аналитику сделать дубликат записи любых представляющих интерес данных.

Компьютерные программы.

Компьютерные программы, используемые в телеметрии, существенно отличаются от тех, которыми пользуются в менее ответственных применениях.

Поскольку данные телеметрии поступают на приемную станцию многократно и иногда даже непрерывно, аппаратные и программные средства должны быть хорошо согласованы друг с другом.

В типичных случаях аппаратные средства отрабатывают относительно простые и неоднократно повторяющиеся задания (примером могут служить установление синхронизации и реакция на возникновение тревожной ситуации); программные средства выполняют первичную обработку для воспроизведения данных на экране.

В задачи программного обеспечения входят настройка всех аппаратных и программных средств, высокоскоростной ввод данных, возможная предварительная проверка аппаратных средств, высокоскоростной вывод специально отобранных результатов измерений на дисплейные терминалы, форматирование дисплея и специальная обработка данных в соответствии с требованиями анализа. Программные средства также довольно часто используют, чтобы подготовить дисковый накопитель для работы со всеми или отобранными результатами измерений, для выборки данных с диска в целях проведения более детального анализа и для выполнения самодиагностики состояния системы телеметрии перед началом и в процессе приема данных.

Источник: https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/TELEMETRIYA.html

Научно-исследовательское судно

Системы телеметрии — принцип работы и сферы применения

Основное назначение научно-исследовательских судов проектов «Селена» и «Селена-М» — приём, первичная обработка и регистрация телеметрической информации с борта космического аппарата, находящегося на орбите Земли.

На этой странице вы можете ознакомиться с основными принципами работы и техническими данными телеметрических систем, использовавшихся в космической технике.

К сожалению, источник информации не помню.

МА-9МКТМ-4. Учебное пособие

( PDF — файл )

В Руководстве приняты следующие сокращения:

АКОТИавтоматизированный комплекс обработки телеметрической информации
АНСаппаратура нормализации сигнала
АПСантенно-приемная система
АРУавтоматическая регулировка усиления
АСавтосопровождение
АСПРаппаратура синхронизации и первичной регистрации
АСУавтоматизированная система управления
БВНблок визуального наблюдения
Вканал с вертикальной поляризацией сигнала
ВИМ-АМвремяимпульсная модуляция с амплитудной модуляцией ВЧ сигнала
ВПвоспроизведение информации
ВЧвысокая частота, высокочастотный
ВШаппаратура ввода в широкополосный канал
Гканал с горизонтальной поляризацией сигнала
ГГСгромкоговорящая связь
ГТСгрупповой телеметрический сигнал
ГУграфическое устройство
ЗАСзасекречивающая аппаратура связи
ЗИПзапасные части, инструменты и принадлежности
ЗУзапоминающее устройство
ИТДисходные технологические данные
ИЭинструкция по эксплуатации
КАкосмический аппарат
КАОкомплекс автоматической обработки
КДконтактный датчик
КИАконтрольно-измерительная аппаратура
КИКкомандно-измерительный комплекс
КИМ-Акодово-импульсная модуляция с адресной структурой видеосигнала
КИМ-Цкодово-импульсная модуляция с циклической структурой видеосигнала
КИМ-ЧМкодово-импульсная модуляция с частотной манипуляцией высокочастотного сигнала
КСкомандное слово
КСВкоэффициент стоячей волны
МЗУмагнитное запоминающее устройство
МЛКмаркер локального коммутатора
МОЗУмагнитное оперативное запоминающее устройство
МОКмаркер основного коммутатора
МПУмалогабаритное печатающее устройство
НАКУназемный автоматизированный комплекс управления
НИПназемный измерительный пункт
НОВначало отсчета времени
НПнепосредственная передача
НЧнизкая частота, низкочастотный
ОКосновной коммутатор
ОПУопорно-поворотное устройство
ПКУпрограммно-коммутирующее устройство
ПП СЕВ ВТприемный пункт службы единого времени высокой точности
ПП ТМИполный поток телеметрической информации
РТС-9радиотелеметрическая система
СЕВслужба единого времени
СОИсистема обработки информации
СЭСсистема электроснабжения
ТМтелеметрия, телеметрический
ТМИтелеметрическая информация
ТОтехническое обслуживание
ТТДтактико-технические данные
ТЭЗтиповой элемент замены
УВДустройство выдачи данных
ФСУфотосчитывающее устройство
ЦУцелеуказания
ЭВМэлектронная вычислительная машина
ЭМУэлектро-машинный усилитель
ЭХБИэлектрохимическая бумага, импульсная

1.1. Назначение, состав и место МА-9МКТМ-4 в НАКУ

Аппаратура телеметрического комплекса МА-9МКТМ-4 является составной частью наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами и предназначена для приема, магнитной и графической регистрации телеметрической информации, выдачи её на аппаратуру автоматизированной обработки или через аппаратуру сопряжения в широкополосный канал связи.

Аппаратура МА-9МКТМ-4 обеспечивает прием и преобразование сигналов ТМ информации от бортовых устройств типа «Трал», имеющую аналоговую радиолинию с модуляцией ВИМ-АМ, бортовых устройств системы РТС-9 типа БР-17, БР-92 и др., использующих аналоговые методы передачи и модуляцию ВИМ-АМ и типа БР-91Ц1, БР-93, ТА-926, ТА-932, ТА-937 и др., использующих цифровые методы передачи с модуляцией КИМ — ЧМ.

В состав МА-9МКТМ-4 входят (рис.1) антенно-приемная система Б-529М и две унифицированные радиотелеметрические станции УРТС-2, связанные с Б-529М через коммутирующее устройство ТУ‑640.

В АПС Б-529 входят:

а) антенная установка CM-178 в составе:

- системы зеркал СБ-1;

- высокочастотных мостовых схем формирования диаграммы направленности Б-557;

- опорно-поворотного устройства CM-175;

- программного устройства «Аккорд» (два комплекта);

- пульта СБ-3606 и системы управления ОПУ СМ-175;

б) приемно-пеленгационная аппаратура TУ-544 в составе:

- приемной системы метрового диапазона волн ПМ-1 (2 комплекта);

- приемной системы дециметрового диапазона волн ПД-1-11-3 (2 комплекта);

- аппаратура автосопровождения;

- аппаратуры размножения ТМ видеосигналов ТУ-569 (2 комплекса);

- панорамных приемников ТУ-513 (4 комплекта);

- аппаратуры преобразования аналоговой информации собственных параметров системы в цифровую ТУ-620;

в) имитатор высокочастотных сигналов ИМД-1;

- сборно-разборная юстировочная вышка «Унжа-2» с контрольными антеннами.

В УРТС-2 входят:

аппаратура синхронизации и первичной регистрации ТУ-621 и МЗУ 17C06-07;

- аппаратура нормализации сигнала ТУ-630М2;

- аппаратура графической регистрации ГУ-1 (2 комплекта);

- аппаратура цифропечати ТУ-633М и МПУ-16-2;

- пульт управления и контроля ТУ-627;

- блок визуального наблюдения ТУ-626М;

- перфонабиваталь ТУ-744.

На комплекс МА-9МКТМ-4 и его составные части установлены следующие индексы ГРАУ:

- МА-9МКТМ-4 — 17Н98

- УРТС-2 — 17Н99

- Аккорд — 17H913

- Б-529М — 17H914

- ТУ-544 — 17H915

Антенно-приемная система Б-529М предназначена для приема и выделения сигналов телеметрической информации в режиме ручного и программного управления, а также автосопровождения КА по принимаемому сигналу.

рис. 1. Структурные схемы телеметрической радиолинии и ТМ комплекса МА-9МКТМ-4

Система выполнена по двухканальной схеме, обеспечивающей поляризационно-разнесенный прием сигналов горизонтальной и вертикальной поляризации в метровом и дециметровом диапазоне волн с последующим сложением сигналов и автоматической выдачей телеметрического видеосигнала из канала с лучшим отношением сигнал/шум. В системе предусмотрен визуальный контроль радиообстановки в полосе рабочих частот.

Связь системы Б-529М с УРТС-2 осуществляется через коммутационное устройство ТУ-640, которое обеспечивает коммутацию цепей выбора рабочего диапазона частот, управление цепями индикации режимов работы и выдачу групповых телеметрических видеосигналов на входы УРТС‑2. Управление коммутационным устройством осуществляется вручную или командами с пульта управления станции УРТС-2.

Станция УРТС-2 обеспечивает преобразование групповых телеметрических сигналов, регистрацию (магнитную, графическую и цифропечать) и визуальное отображение телеметрической информации.

Результаты телеизмерений могут быть выданы в аппаратуру обработки и трансляции КАО и в широкополосную линию связи (через аппаратуру ВШК – ТУ-647 или ТУ 622-06) непосредственно в сеансе связи или при воспроизведении телеметрической информации по окончании сеанса связи.

В процессе приема информации осуществляется оперативный контроль за её достоверностью и привязка к сигналам бортового и наземного времени.

Наличие двух комплектов УРТС-2 в составе МА-9МКТМ-4 обеспечивает возможность приема информации в дециметровом диапазоне волн одновременно на двух рабочих частотах, а при работе на одной частоте повышает надежность получения информации.

1.2. Основные характеристика и режимы работы аппаратуры

Приемно-регистрирующая аппаратура МА-9МКТМ-4 обеспечивает:

1.2.1. Прием и преобразование радиосигналов системы РТС-9 с модуляцией ВИМ-АМ и КИМ-ЧМ на 39 частотах метрового диапазона, 48 частотах первого дециметрового диапазона и 88 частотах второго дециметрового диапазона волн и на 3-х частотах с модуляцией ВИМ-АМ метрового диапазона волн системы «Трал» при информативностях, соответствующих данным таблицы 1.

Таблица   1

Режим работыВид модуляцииИнформативность
РТС-9ВИМВИМ-АМ25600, 12800, 6400, 3200 изм/сек.
РТС-9КИМ-ЦКИМ-ЧМ521000, 256000, 128000, 64000, 32000, 16000, 8000, 4000, 2000, 1000, 500 бит/сек.
РТС-9КИМ-АКИМ-ЧМ256000, 128000, 64000, 32000, 16000, 8000, 4000, 2000, 1000 бит/сек.
РТС-9БИТС-2ЦКИМ-ЧМ521000, 256000, 128000, 64000, 32000, 16000, 8000, 4000, 2000, 1000, 500 бит/сек. зависит от типа бортовой аппаратуры и соответствует частоте следования опорных импульсов 6 кГц.

1.2.1. Наведение антенны и сопровождение КА по азимуту и углу песта в режимах ручного, программного наведения, автоматического сопровождения и др.

1.2.3. Предельные углы наведения антенны в режиме автосопровождения составляют по углу места от 0° до 108° и по азимуту ±270°

1.2.4. Скорости сопровождения КА:

минимальные:

  по углу места - 1,8 мин/с,

  по азимуту     - 3,0 мин/с,

максимальные:

  по углу места - 3,5 град/с,

  по азимуту     - 6 град/с.

1.2.5. Запоминание и последующее воспроизведение полного объема принимаемой информации на магнитную ленту.

1.2.6. Открытую графическую регистрацию телеметрической информации о сигнальных и функциональных параметрах на электрохимическую бумагу.

1.2.7. Регистрацию информации в режиме телесигнализации в виде табулограммы с помощью цифропечатающего устройства МПУ-16-2.

1.2.8. Визуальное отображение телеметрической информации на экране электроннолучевой трубки.

1.2.9. Выдачу телеметрической информации в виде частотно-уплотненного сигнала по одному коаксиальному кабелю на расстояние до двух километров на аналогичную аппаратуру с записью на магнитные запоминающие устройства и на устройства графической регистрации, а также для ввода информации в аппаратуру КАО и в аппаратуру ВШК.

1.2.10. Контроль технического состояния аппаратуры и качества принимаемой информации путей измерения и регистрации наиболее важных параметров, характеризующих работу системы.

Источник: http://niskgd.ru/pages/selena-m/tm/

Телеметрия

Системы телеметрии — принцип работы и сферы применения

Материал из Machinepedia

Телеметрия, телеизмерение (от др.-греч. τῆλε «далеко» + μέτρεω — «измеряю») — совокупность технологий, позволяющая производить удалённые измерения и сбор информации для предоставления оператору или пользователю, составная часть телемеханики. Термин образован от греческих корней «теле» — «удалённый» и «метрон» — «измерение».

Хотя сам термин в большинстве случаев относится к механизмам с беспроводной передачей информации (например, используя радио или инфракрасные системы) он также заключает в себе данные, передаваемые с помощью других средств массовой коммуникации, таких как телефонные или компьютерные сети, оптическое волокно или другие проводные связи.

Для сбора данных обычно используют либо датчики телеметрии (с возможностью работы в телеметрических системах, то есть специальным встроенным модулем связи), либо устройства связи с объектом, к которым подключаются обычные датчики.В телевидении и видеонаблюдении встречается другое понимание слова «телеметрия» — дистанционное управление.

В качестве среды передачи данных используются как беспроводные (радио, GSM/GPRS, ZigBee, WiFi, WiMax, LTE), так и проводные (телефонные, ISDN, xDSL, компьютерные) сети (электрические или оптические).

История

Передача информации по проводам берёт своё начало в 19-м столетии. Одна из первых линий передачи была создана в 1845 между Зимним дворцом российского императора и штабами армий. В 1874 французские инженеры установили систему датчиков определения погоды и глубины снега на Монблане, передающей информацию в режиме реального времени в Париж.

В 1901 американский изобретатель Михалик запатентовал сельсин, индукционную машину для попеременной передачи синхронизированной информации на расстоянии. В 1906 был построен ряд сейсмических станций, связанных телеметрической связью с Пулковской обсерваторией. В 1912 Эдисон разработал телеметрическую систему для мониторинга подключаемых нагрузок к электросети.

При постройке Панамского канала (законченной в 1913—1914) массово использовались телеметрические системы для мониторинга шлюзов и уровней воды.Беспроводная телеметрия начала применяться в радиозондах, разработанных независимо друг от друга Робертом Бюро во Франции и Павлом Молчановым в России.

Система Молчанова измеряла температуру и давления и преобразовывала результаты в беспроводной код Морзе.

В немецкой ракете Второй мировой войны Фау-2 использовалась система передачи примитивных многократных радиосигналов под названием «Мессина» для получения информации о параметрах ракеты, но эта система была столь ненадёжной, что Вернер фон Браун однажды заявил, что было бы эффективнее следить за ракетой в бинокль.

Как в СССР, так и в США на смену системе «Мессина» быстро пришли более совершенные системы, основанные на импульсно-позиционной модуляции.

[3]В ранних советских телеметрических системах (ракетных и космических), разработанных в конце 1940-х, использовалась как импульсно-позиционная модуляция (например в телеметрической системе Трал, разработанной в ОКБ МЭИ), так и полосно-импульсная модуляция (например в системе RTS-5 разработанной в НИИ-885). В ранних американских разработках также использовались подобные системы, но позднее они были заменены на системы с импульсно-кодовой модуляцией (например, в космическом аппарате для исследования Марса «Маринер-4»). В поздних советских межпланетных аппаратах использовались избыточные радиосистемы, осуществляющие телеметрическую передачу с импульсно-кодовой модуляцией в дециметровом диапазоне и с импульсно-позиционной модуляцией в сантиметровом диапазоне.

Применение

Телеметрия нашла своё применение в следующих областях:

  • узлы магистральных линий связи;
  • сельское хозяйство.

Большинство видов деятельности, связанных с благополучным состоянием сельскохозяйственных культур и получения хороших урожаев, зависит от своевременного предоставления данных о состоянии погоды и почвы. Таким образом, беспроводные метеостанции играют важную роль в профилактике заболеваний и соразмерном орошении.

Эти метеостанции передают на базовую станцию информацию о важных параметрах, необходимых для принятия решений: о температуре и относительной влажности воздуха, выпадении осадков и влажности листвы (для построения моделей профилактики заболеваний), солнечной радиации, скорости ветра (для расчёта испарения) и для увлажнённости почвы, посредством чего оценивается проникание воды в почву к корням растений, что необходимо для принятия решений об орошении.
Поскольку местные микроклиматы могут существенно различаться, такую информацию необходимо получать буквально прямо от сельскохозяйственных культур. Обычно станции мониторинга передают данные, используя наземное радио, хотя время от времени используются и спутниковые системы. Также используются солнечные батареи для обеспечения энергонезависимости станций от местной инфраструктуры.

  • водоснабжение и водоотведение

Телеметрия стала существенным подспорьем в водопользовании, она применяется при оценке качества воды и измерения показателей потока. Телеметрия в основном применяется в автоматических водосчётчиках, мониторинге подводных вод, определении утечек в распределительных трубопроводах. Данные получаются практически в реальном времени и позволяют незамедлительно реагировать на происшествия.

https://www.youtube.com/watch?v=DwJYUOVHaxA

Телеметрия (биотелеметрия) также используется для наблюдения за пациентами, находящимися под угрозой возникновения патологической сердечной деятельности, в основном пребывающих в кардиологических диспансерах.

К таким пациентам подключаются измерительные, записывающие и передающие устройства. Зарегистрированные данные могут быть использованы врачами в диагностике состояния пациента.

Благодаря функциям сигнала тревоги медицинские сёстры могут быть оповещены при возникновении резких обострений или опасных состояний для пациента.

Также есть система доступная для применения операционными медсёстрами для наблюдения за состоянием, в котором состояния сердца могут быть исключены. Или для наблюдения за реакцией организма на медикаментозное лечение такими антиаритмическим препаратами как дигоксин.

Телеметрия — доступная технология для больших сложных систем, таких как ракеты, реакторы (Reactor pressure vessel), космические аппараты, нефтяные платформы и химические заводы, поскольку она позволяет осуществлять автоматическое наблюдение, тревожную сигнализацию, запись и сохранение данных, необходимых для безопасных, эффективных действий. Такие космические агентства как НАСА, ЕКА и другие используют телеметрические/ телеуправляемые системы для сбора данных с действующих космических аппаратов и спутников.
Телеметрия жизненно важна в развитии ракет, спутников и авиации, поскольку данные системы могут быть уничтожены после или во время проведения теста. Инженерам нужна информация о критичных параметрах для анализа (и улучшения). Без применения телеметрии такого рода данные часто оказываются недоступными.

Телеметрия была жизненно важным источником о тестировании советских ракет для британской и американской разведок. Для этой цели США содержали пост прослушивания в Иране.

В конечном итоге Советы раскрыли данную разведывательную деятельность американцев по сбору и расшифровке телеметрических сигналов о тестировании ракет.

СССР с кораблей в Кардиганском заливе прослушивал сигналы при испытаниях британских ракет, проводимых там.

В ракетной технике телеметрическое оборудование становится неотъемлемой частью оборудования ракет, использующихся при наблюдении за процессом ракетного запуска, для получения информации о параметрах внешней среды (температуры, ускорений, вибраций) о энергоснабжении, точном выравнивании антенны и (на длинных дистанциях, например при космическом полёте) о времени распространения сигнала.

Телеметрия является ключевым фактором в современном автоспорте. Инженеры могут обрабатывать огромное количество данных, собираемых в ходе пробного заезда и использовать их для соответствующей модернизации автомобиля и достижении при этом оптимальных свойств.

Системы, использующиеся в таких сериях гонок как Формула-1, настолько продвинулись, что позволяют высчитать возможное время прохождения круга и это то что ожидает пилот. Некоторые примеры необходимых измерений включают ускорения (силы тяготения) по трём осям, графики температур, скорость вращения колёс и смещение подвески.

В Формуле 1 также записываются действия пилота, что позволяет команде оценить его производительность и при несчастном случае Международная автомобильная федерация может определить или исключить роль ошибки пилота как возможный случай. В дополнение существуют некоторые серии, где реализуется идея «двухпутевой телеметрии».

Идея предполагает, что инженеры имеют возможность обновлять калибровки в режиме реального времени, возможно, когда автомобиль проходит трассу. В Формуле 1 двухпутевая телеметрия появилась в начале 90-х годов (ТАГ электроникс) и реализовывалась через дисплей сообщений на приборном щитке, сообщения на котором команда могла обновлять.

Его развитие продолжалось до мая 2001, когда впервые было получено разрешение устанавливать данную систему на автомобилях. С 2002 команды уже могли изменять режимы работы двигателя и отключать отдельные моторные датчики с пит-стопов, когда машина находилась на трассе.

Начиная с сезона 2003 года двухпутевая телеметрия была запрещена на Формуле 1, однако данная технология всё ещё продолжает существовать и в конечно итоге находит своё применение в других видах гоночных или дорожных автомобилей.

В Формуле 1, двусторонний телеметрии всплыли в начале девяностых годов от TAG, электроника, и состояла из сообщения отображаются на приборной панели которого группа могла бы обновить.

  • бурение наклонных скважин
  • системы глобального позиционирования, в том числе Спутниковый мониторинг транспорта
  • ЦОДы
  • энергетика

На фабриках, стройках и в домах проводится наблюдение во множестве местоположений за энергопотреблением таких систем как климат-контроль вместе со связанными параметрами (например температурой) при помощи беспроводной телеметрии на одну центральную точку. Информация собирается и обрабатывается, позволяя принимать наиболее разумные решения касающиеся наиболее эффективных путей использования энергии. Такие системы также позволяют осуществлять профилактическое техническое обслуживание.

  • системы безопасности (сигнализация, видеонаблюдение)
  • Умные дома
  • исследование дикой природы

Телеметрия используется для изучения дикой природы, в частности для наблюдения за видами, находящимися под угрозой на индивидуальном уровне. Подопытные животные могут быть оснащены инструментарием, начиная от простых бирок и заканчивая камерами, пакетами GPS и передатчиками для обеспечения информацией учёных и управляющих.

Телеметрия используется в гидроакустических оценках рыбы, которые традиционно используются при мобильных обследований с лодок для оценки биомассы рыб и пространственного распределения. И наоборот есть техническое оборудование, размещаемое в стационарных местах, оно использует стационарные преобразователи для контроля прохождения рыбы.

Хотя первые серьёзные попытки количественно оценить биомассу рыб были проведены в 1960-х годов, основные достижения в области оборудования и технологий произошли на плотинах гидроэлектростанций в 1980-х. Оценки прохождения рыбы проводятся 24 часа в сутки в течение года, определяется скорость прохождения рыбы, её размер, пространственное и временное распределение.

В 1970 была изобретена двухлучевая техника, позволяющая прямую оценку размера рыбы на месте её нахождения посредством сопротивления цели. Первая переносная расщеплено-лучевая гидроакустическая система была разработана HTI в 1971 и обеспечивала более аккуратные и менее вариабельные оценки сопротивления цели в виде рыбы, чем двухлучевой метод.

Система также позволяла отслеживать путь рыбы на 3D, можно было проследить путь движения каждой рыбы и общую направленность движения.

Эта функция оказалась важной для оценки захваченных рыба в воде, утечки, а также для изучения мигрирующих рыб в реках.

Эта функция оказалась важной для оценок перемещений рыбы в завихрениях водяного течения, также как и для изучения миграций рыб в реках. В последние 35 лет по всему миру используются десятки тысяч мобильных или стационарных аппаратов гидроакустической оценки.

https://www.youtube.com/watch?v=VWaGkKLh5YU

В 2005 на семинаре в Лас-Вегасе было отмечено, что введение телеметрического оборудования, позволяющего торговым автоматам передавать информацию о продажах и учёте маршрутным грузовикам или в штабы.

Эта информация может быть использована для разнообразных целей, таких как сообщение водителю перед поездкой какие пункты должны быть пополнены, что отменяет необходимость первой проверочной поездки перед проведением внутренней инвентаризации.
Торговцы начинают использовать бирки RFID для проведения учёта и предотвращения краж товаров.

Большинство из данных бирок пассивно читаются считывающими устройствами RFID (например у кассы), но активные RFID могут периодически передавать информацию посредством телеметрии на базовую станцию.

  • Правоохранительная деятельность

Телеметрическое оборудование полезно в правоохранительной деятельности для отслеживания людей и надзором за имуществом.

Осужденные в период испытания после досрочного освобождения могут носить браслет на лодыжке, устройство которого может предупреждать власти о нарушении преступником условий своего освобождения, таких как отступление от установленных границ или посещение неразрешённых мест.

Телеметрическое оборудование даёт возможность применить идею «машин-ловушек». Правоохранительные органы могут оснащать машины камерами и следящим оборудованием и оставлять машины в тех местах, где ожидается их угон.

После угона телеметрическое оборудование передаёт информацию о местоположении транспортного средства и сотрудники правоохранительных органов могут заглушить мотор и запереть двери после остановки его выехавшими на вызов полицейскими.

Источник: http://machinepedia.org/index.php/%D0%A2%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%8F

Телеметрия — что это такое?

Системы телеметрии — принцип работы и сферы применения

Люди часто сталкиваются с понятием телеметрии. Что это такое? Значение термина, роль в жизни человека и способы эксплуатации, существующие классификации, исторические факты и многое другое мы рассмотрим в этой статье.

Ознакомление с понятием

Слово «телеметрия» пришло к нам из греческого языка и состоит из двух частей, где одна половина слова переводится как «далеко», а вторая — как «измеряю».

Термин чаще всего относят к устройствам и механизмам, которые передают информацию беспроводным путем, среди которых могут быть использованы: инфракрасная или радиосистема, средства массовой коммуникации, оптическое волокно и т.д.

Так что это — телеметрия? По факту, это способ получения информации о значении измеряемого параметра, например, показатель температуры, давления, напряжение и т.д.

Сбор информации, как правило, используют телеметрические датчики, способные работать со специализированными связными модулями, встроенными в систему. Помимо датчиков, могут быть использованы связные устройства с наблюдаемым объектом, к которому подключен стандартный датчик. Сферы телевидения и видеонаблюдения могут использовать термин «телеметрия» для обозначения дистанционного управления.

Передача данных может совершаться при помощи беспроводных и проводных сетей, начиная от радио или Wi-Fi и заканчивая телефонами, xDSL и т.д.

Телеметрия – что это и в чем заключается ее суть? В первую очередь ее сущность заключена в измерении величины, предварительно преобразованной, например, в напряжение, при этом происходит дополнительное преобразование в сигнал, далее передаваемый по связному каналу. Вследствие этого происходит передача не самой измеряемой величины, а эквивалентного ей сигнала.

Исторические факты

Впервые передача данных при помощи проводов произошла в девятнадцатом столетии. Одной из первых линий для пересылки данных была сеть, созданная в 1845 году, связывающая Зимний дворец российского императора и штабы армии. В 1874 г.

инженеры из Франции поставили систему, определяющую погоду и глубину снега на Монблане, которая при помощи датчиков измерения и системы кабелей передавала всю фиксируемую информацию в Париж. Эдисон в 1912 г. создал систему телеметрии, предназначенную для мониторинга нагрузки, подключаемой к электросети.

Панамский канал строился при помощи телеметрических систем, которые эксплуатировались с целью мониторинга системы шлюзов и уровня воды.

Беспроводная форма телеметрии начала использоваться в радиозондах, которые были разработаны независимо и одновременно Р. Бюро и П. Молчановым. Устройство Молчанова измеряло температуру и давление, превращало в результат, расшифровываемый при помощи кода Морзе.

Во время Второй мировой войны немецкая ракета «Фау-2» использовала примитивную систему передачи информации, базирующуюся на многократных радиосигналах, именуемых «Мессина». Это устройство помогало получать и передавать информацию о ракетных параметрах, однако было очень ненадежным. Немного позднее импульсно-позиционная модуляция заменила систему «Мессина» в США и СССР.

После 1940 г. в советских системах равномерно использовалась передача телеметрии при помощи как импульсно-позиционных модуляций, так и полосно-импульсных.

Американские разработчики пользовались такими же способами передачи информации, но позднее они были заменены на импульсно-кодовую модуляцию.

Поздние советские межпланетные аппараты были снабжены избыточной радиосистемой, которая пересылала данные при помощи импульсно-позиционной и импульсно-кодовой модуляций.

Актуальная классификация

Телеизмерения различаются по выбору и вызову, значению текущего или интегрального характера:

  • По вызову – измерение при помощи команд, посылаемых с пункта регуляции в пункт, поддающийся контролю и вызывающий подключение в контролируемой точке передающего устройства. В пункте управления, в свою очередь, подключаются соответствующие приемные устройства. Такая форма телеизмерения дает возможность человеку наблюдать при помощи одного канала связи поочередно за разными измеряемыми объектами. Также подобному способу измерения и передачи данных свойственно автоматическое умение производить циклический опрос исследуемого объекта.
  • По выбору – предполагает в себе наличие телеизмерительного пути, подключенного к устройству в пункте управления, где происходит соответствующий прием данных при помощи специальных приборов.
  • Измерение по текущим параметрам – форма получения информации, в которой заключено значение измеряемых параметров в определенной точке времени. Фиксирование данных происходит при помощи опроса, производимого телемеханическим устройством.
  • Измерение по интегральному значению – предполагает собой принятие информации, указывающей на интегральное значение исследуемой величины, проинтегрированной по определенному параметру.

Эксплуатация в быту

Модули телеметрии нашли свое применение в самых разнообразных сферах деятельности человека, начиная от бытовой эксплуатации и заканчивая ракетостроением и военным ремеслом.

Узлы магистральной линии связи и сельское хозяйство не могут обойтись без телеметрических приборов. Получение и сбор качественного урожая зависят от четкого слежения за данными, указывающими на состояние почвы и погоды. Метеостанции, благодаря таким устройствам, выполняют важную роль в профилактических мерах по отношению к заболеваниям и соразмерному орошению.

Телеметрические приборы находят свое применение также в водоснабжении, водоотведении и вендинге. Первые две области применения могут оценивать качество воды и измерение показателя потока. Также можно проводить учет вод, залегающих под землей, определять утечки в трубопроводе и т.д.

В вендинге распространились телеметрические системы, которые встраиваются в торговые автоматы. Например, модем М2М установлен практически в каждом таком автомате.

Основываясь на данных, полученных от таких модульных систем, компания способна совершить уменьшение простоя автоматов, оптимизировать графики посещения, заниматься контролем вендерменов, создавать планы закупок и продаж.

Газовая промышленность

Телеметрия газа является довольно важной областью эксплуатации данных механизмов. Это обусловлено тем, что программы, используемые на компьютерах, сильно разнятся с теми, которые применяются в повседневном течении времени.

Процесс приема данных, в случае с измерением газа, повторяется многократно или длится непрерывно, что создает потребность в наличии аппаратных средств, способных выполнять первичный анализ информации, для выведения ее на экран, и такие механизмы должны быть четко согласованы между собой.

Учет газа при помощи системы телеметрии предназначается для коммерческого учета по сбору и обработке информации с устройств, расположенных на нижнем уровне, и передачи их на уровни выше.

Медицина и телеметрия

Блоки телеметрии широко применяются в медицинской практике, например, при наблюдении за пациентами, у которых есть риск возникновения патологии в деятельности сердечной мышцы. Другим примером может послужить использование специальных приборов, которые позволяют наблюдать за реакцией организма на воздействие определенных лекарственных средств.

Разведка и медицина были тесно связаны благодаря телеметрии. Были созданы радиометрические приборы, имеющие маленькие габариты, что позволило их внедрять в организм сотрудника спецслужбы. Это позволяет наблюдать за состоянием организма субъекта.

Военная промышленность

Широкое применение телеметрия нашла в оборонной и космической промышленности. Агентства, типа Роскосмоса, НАСА и ЕКА, сильно зависят от телеметрических систем, что необходимо для развития ракет.

Во время проводимых тестов спутник или авиационная единица техники может быть уничтожена вследствие наличия определенных ошибок в устройстве, данные о которых должны быть получены инженерами для анализа и улучшения параметров объекта.

Наблюдение за процессом запуска ракеты позволяет получать информацию о внешних условиях, поставке энергетических ресурсов, показателе выравнивания антенны и интервалах распространения сигналов.

Другие сферы деятельности

Телеметрия сильно востребована в розничной торговле. Данные, полученные при помощи такого оборудования с торговых автоматов, могут эксплуатироваться с целью формирования сложной системы, облегчающей процесс работы. Например, водитель, осведомленный сообщением о наполненности автомата, будет знать, куда и в какие пункты ему необходимо попасть, а какие миновать.

Торговые представители используют RFID и с их помощью проводят учет и предотвращение кражи товаров. Преобладающее количество бирок RFID считываются пассивно благодаря считывающему устройству, но существуют и активные формы, передающие информацию периодически на станцию.

Автоматизация комплексов

В рассматриваемых устройствах существует понятие о контроллере телеметрии, который представляет собой различные автоматизированные модули, содержащие в себе структуру аналоговых и цифровых вводов и выводов данных, необходимых для постройки информационно-управляемой системы. Такие контроллеры способны выполнять работу, находясь в составах АСУ ТП и по совместительству с ЭВМ. Это позволяет создавать универсальное техническое средство, предназначенное для сбора и передачи информации в сжатые сроки с целью ее использования.

Среди главных задач контроллеров выделяют следующие:

  • измерение и регуляция всего спектра сигналов, подключенных к сети;
  • определение отказа и аварии;
  • создание управляемого воздействия;
  • ведение архивных параметров;
  • взаимообмен информацией с серверами, расположенными на верхних уровнях;
  • взаимообмен данными с устройством интерфейса внешнего типа;
  • обеспечение автоматизации.

Способы передачи информации и их обработка

Телеметрия – что это? С данным вопросом мы разобрались, а теперь рассмотрим основные способы передачи данных и их обработку.

Сбор и передача информации в телеметрических системах способны осуществляться при помощи последовательных и сетевых протоколов. Облегчение инсталляции, обеспечение большого количества функции и интеграция с иными системами обеспечиваются благодаря деятельности компьютеров.

Это обуславливает наличие способности разбрасывать сервера, системы микропроцессорного типа, в основе которых лежит переплетение разнообразных протоколов, вне физического предела самой системы.

Отключение телеметрии в условиях современного общества нанесет непоправимый ущерб целому миру, ведь ее значение сложно переоценить на сегодняшний день.

Источник: https://FB.ru/article/352885/telemetriya---chto-eto-takoe

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.