Согласно данным ВОЗ влияние экологических факторов на здоровье и продолжительность жизни человека составляет 25 %. Системы, отслеживающие состояние окружающей среды, основанные на технологиях Интернета вещей, позволяют избежать этого негативного воздействия. В работе представлена имитационная модель автоматизированной системы мониторинга окружающей среды с применением технологии LoRa, представляющая собой многофункциональный программно-аппаратный комплекс технических средств для обмена, сбора, обработки, хранения и передачи данных, отражающих широкий спектр метеорологических величин. Результаты имитационного моделирования позволили выявить влияние соотношения высот антенн базовых станций и измерительных постов, на которых расположены сенсоры, агрегатор (модуль структуризации полученных данных) и модуль передачи данных, работающий по стандарту LoRa. Получена зависимость коэффициента доставки пакетов с измерительных постов на базовые станции и их количества от высот антенн; определен минимальный интервал до повторной отправки пакета без коллизий для проверки бесперебойного сбора и передачи данных с учетом использования минимума вычислительных ресурсов. Данная модель рассматривается для дальнейшего интегрирования в городской проект «Умная Москва».
-
Ключевые слова:
моделирование, системы мониторинга, Интернет вещей, энергоэффективность, «Штормовое кольцо», окружающая среда, параметры, экология, большие данные
-
Опубликовано в разделе:
Информационно-коммуникационные технологии
-
Библиографическая ссылка:
Севрюкова Е.А., Волкова Е.А., Угроватов А.В., Копылова М.Д. Имитационное моделирование системы мониторинга окружающей среды // Изв. вузов. Электроника. – 2019. – Т. 24. – № 5. – С. 521–529. DOI: 10.24151/1561-5405-2019-24-5-521-529
1. Гинко В.И., Тараров А.Г. Система экологического мониторинга в управлении эко-логическим риском // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – №3. – С. 6–10.
2. A green small cells deployment in 5G – Switch ON/OFF via IoT networks & energy effi-cient mesh backhauling / I. Allal, B. Mongazon-Cazavet, K. Al Agha et al. // IFIP Networking Conference (IFIP Networking) and Workshops. – 2017. – P. 1–2.
3. Potéreau M., Veyrac Y., Ferre G. Leveraging LoRa spreading factor detection to enhance transmission efficiency // IEEE International Symposium on Circuits and Systems. – 2018. – P. 1–5.
4. Theodore L. Air pollution control equipment. – John Wiley & Sons, Inc. – 2008. – 578 p.
5. Сысоева Т.И., Петкун А.С., Кучин В.В., Челибанов В.П. Результаты десятилетних измерений ряда параметров атмосферы Антарктики на привязных аэростатах // Известия РАН. Сер. Физическая. – 2016. – Т. 80. – № 5. – С. 600–603.
6. Modeling the process of network scaling for LoRaWan basen on NS3 / S. Muratchaev, A. Bakhtin, A. Volkov et al. // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering. – 2018. – P. 1309–1312.
7. Goursaud C., Gorce J.M. Dedicated networks for IoT: PHY/MAC state of the art and challenges // EAI Endorsed Transactions on Internet of Things. – 2015. – URL:www.meteorf.ru (дата обращения: 24.04.2019).
8. Lavric A., Popa V. Internet of Things and LoRa™ low-power wide-area networks chal-lenges // 9th International Conference on Electronics, Computers and Artificial Intelligence. – 2017. – P. 1–4.
9. Elshabrawy T., Robert J. Analysis of BER and coverage performance of LoRa modula-tion under same spreading factor interference // IEEE 29th Annual International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications. – 2018. – P. 1–6.
10. Magrin D. Network level performances of a LoRa system. – Padua, Italy: 2016. – 104 p.
11. Impact of LoRa imperfect orthogonality: analysis of link-level performance / D. Croce, M. Gucciardo, S. Mangione et al. // IEEE Communications Letters. – 2018. – Vol. 22. – Iss. 4. – P. 796–799.
12. Приказ от 21 июня 2004 г. № 95 Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды «О внедрении на радиолокационной сети Росгидромета «основных технических требований к системе обнаружения опасных атмосферных явле-ний и штормового оповещения на базе метеорологических радиолокаторов». – URL: www.meteorf.ru (дата обращения: 24.04.2019).