Pages Navigation Menu
Submit scientific paper, scientific publications, International Research Journal | Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal

ISSN 2227-6017 (ONLINE), ISSN 2303-9868 (PRINT), DOI: 10.18454/IRJ.2227-6017
ЭЛ № ФС 77 - 80772, 16+

Download PDF ( ) Pages: 68-69 Issue: №5 (24) Part 1 () Search in Google Scholar
Cite

Cite


Copy the reference manually or choose one of the links to import the data to Bibliography manager
Kvochkin D.O. et al. "LABORATORY TELEMETRY SYSTEM". Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal (International Research Journal) №5 (24) Part 1, (2020): 68. Wed. 05. Feb. 2020.
Kvochkin, D.O. & Ustugov, V.A. (2020). SISTEMA LABORATORNOY TELEMETRII [LABORATORY TELEMETRY SYSTEM]. Meždunarodnyj naučno-issledovatel’skij žurnal, №5 (24) Part 1, 68-69.
Kvochkin D. O. LABORATORY TELEMETRY SYSTEM / D. O. Kvochkin, V. A. Ustugov // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel'skij zhurnal. — 2020. — №5 (24) Part 1. — С. 68—69.

Import


LABORATORY TELEMETRY SYSTEM

Квочкин Д.О.1, Устюгов В.А.2

1Магистрант 1 курса; 2Магистрант 1 курса, Сыктывкарский государственный университет

СИСТЕМА ЛАБОРАТОРНОЙ ТЕЛЕМЕТРИИ

Аннотация

В статье рассматривается вариант построения системы телеметрии для физической лаборатории. Основу системы составляют аппаратные модули — преобразователи сетевого интерфейса в интерфейсы другой структуры. Управление модулями берёт на себя диспетчер лаборатории — специальное серверное программное обеспечение, осуществляющее сбор, упорядочивание и хранение экспериментальных данных, полученных с датчиков, а также выдачу управляющих сигналов на лабораторное оборудование.

Ключевые слова: автоматизация, удалённое управление, система сбора и анализа данных.

Kvochkin D.O.1, Ustugov V.A.2

1Student; 2Student, Syktyvkar state university

LABORATORY TELEMETRY SYSTEM

Abstract

This paper presents the development of a telemetry  system for a physical laboratory. There are two main parts of the system. First part is based on hardware modules, commonly this is a converter Ethernet interface to interfaces another structures (i.e. SPI, I2C, RS-232 etc.). Second part presents by a software of the laboratory server, called laboratory manager – this is a special software to collect, organize, and storage of experimental data obtained from the sensors, as well as sending control signals to laboratory equipment.

Keywords: automation, remote control, data collection and analysis system.

Введение. Сложно представить современную лабораторию физического эксперимента, построенную без применения различных средств телеметрии и базовых принципов автоматизированных систем управления (АСУ). Разработки в области дистанционного управления и организации петель обратной связи в экспериментах ведутся давно и представляют собой различные аппаратно-программные решения [1-2].

Цель данной работы – разработка универсальной информационной системы, позволяющей объединенить в совокупность стандартные процедуры в работе экспериментатора, а именно: удалённый доступ к экспериментальному оборудованию, журналирование протекания эксперимента, формирование отчётов по проделанной работе, связь со своими коллегами для обсуждения полученных результатов, запросы на получение времени для использования лабораторного оборудования в других научных центрах.

05-02-2020 21-54-55

Рис. 1 – Составляющие части информационной системы

В качестве решения предлагается применение клиент-серверной архитектуры (Рис. 1.). На общем сервере лаборатории запущен т.н. “Диспетчер лаборатории” (программное обеспечение разработанное на языке Python с использованием фреймворка Django),  с одной стороны осуществляющий доступ клиентским персональным компьютерам (ПК), с другой стороны управляющий согласующими аппаратными модулями (САМ), связанными различными популярными интерфейсами (SPI, I2C, RS-232 или др.) с экспериментальным оборудованием. Доступ к проведению экспериментом осуществляется через веб-интерфейс “Диспетчера лаборатории”. Управление САМ реализуется по интерфейсу Ethernet. Систематизация и архивация полученных данных выполняется с использованием системы управления базами данных (СУБД) MySQL.

Структура аппаратных модулей имеет вид, представленный на рис. 2.

05-02-2020 21-56-16

Рис. 2 – Структура САМ

Аппаратные модули собственной разработки на связке RISC-микроконтроллера с Ethernet-контроллером ENC28J60 представляют собой преобразователи интерфейсов (из Eth в RAW) и позволяют организовать дистанционное управление лабораторным оборудованием на скорости до 10 Мбит/с (полный дуплекс) с длиной сегмента до 100 метров. Под RAW-интерфейсом подразумевается любой другой цифровой или аналоговый стандарт, по которому доступно подключение того или иного промышленного оборудования. Подобное аппаратное решение зарекомендовало себя в системе сетевого мониторинга температуры, влажности и точки росы на связке Atmega168 – ENC28J60 в [3].

Важной особенностью предлагаемого решения является наличие системы разграничения прав доступа к той или иной лаборатории. Любой пользователь, авторизованный в системе имеет права на работу с экспериментальными установками, выданные администратором данной лаборатории (лаборантом) на определённый срок.

Результаты. Предлагаемая система находится в стадии разработки и на сегодняшний день проходит тестирование и отладка согласующих аппаратных модулей, а также детальная проработка архитектуры серверной компоненты (разработка базы данных и программной среды диспетчера лаборатории).

Заключение. Предложен инструмент для превращения научной лаборатории в единую сеть для проведения экспериментов, хранения и анализа их результатов, обмена научным опытом с другими лабораториями. Гибкость и модульность позволяют данной системе легко адаптироваться для решения похожих задач и в других областях.

Литература

  1. Won-jong Kim, Kun Ji & Ajit Ambike (2006, July). Real-Time Operationg Environment for Networked Control Systems. IEEE Transactions on automation science and engineering, Vol. 3, No. 5, pp. 287-296.
  2. Дмитриев В.М., Коротина Т.Ю. Принципы реализации автоматизированных лабораторных комплексов с локальным и удалённым доступом. // Журнал “Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники”. – 2007. – №2 (16). – С. 121-128.
  3. Demeter R., Campeanu R. (2009). Microcontroller based Ethernet embedded systems. Bulletin of the Transilvania Uiversity of Brasov, Vol. 2 (51), pp. 249-254.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Лимит времени истёк. Пожалуйста, перезагрузите CAPTCHA.