Методы мониторинга экологического состояния объектов и процессов в агропромышленном комплексе

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ
ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
(НИУ «БелГУ»)
ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНЫХ И ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
КАФЕДРА ИНФОРМАЦИОННЫХ И РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
МЕТОДЫ МОНИТОРИНГА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ОБЪЕКТОВ И ПРОЦЕССОВ В АГРОПРОМЫШЛЕННОМ КОМПЛЕКСЕ:
СБОР И ПЕРЕДАЧА МНОЖЕСТВЕННЫХ РАЗНОРОДНЫХ ДАННЫХ
Магистерская диссертация
обучающегося по направлению подготовки
09.04.02 Информационные системы и технологии
(код, наименование направления подготовки)
очной формы обучения,
группы 12001935
Рудакова Егора Сергеевича
(Фамилия, имя, отчество)
Научный руководитель
___доц. Федоров В. И.___
(ученая степень, звание,
фамилия, инициалы)
БЕЛГОРОД 2021

2.

Актуальность темы исследования
Экологическое состояние современных объектов агропромышленного комплекса (АПК)
– различных сельскохозяйственных предприятий и производств, а также его процессов
напрямую связано с качеством окружающей природной среды, безопасностью
продовольственного сырья и продуктов питания, уровнем негативного техногенного
воздействия на человека, животный и растительный мир.
Одной из основных проблем сбора информации с датчиков и систем для
непосредственной регистрации состояния технических и природных объектов АПК, является
огромное их многообразие, начиная от крупных информационных систем заканчивая
обычными механическими счетчиками, из которых косвенно можно получать информацию о
экологическом состоянии тех или иных процессов АПК.
2

3.

Объект и предмет исследования
Объектом
исследования
выступает
процесс
мониторинга
распределенных объектов и процессов в агропромышленном комплексе
(АПК).
Предметом исследования являются методы и алгоритмы сбора и
передачи множественных разнородных данных об экологическом
состоянии процессов и объектов в АПК.
Научная новизна исследования – это модель устройства сбора и
передачи множественных разнородных данных с использованием
системы правил.
Практическая значимость работы состоит в программной
реализации методов и моделей сбора и передачи множественных
разнородных данных.
3

4.

Цель и задачи исследования
Целью исследования является совершенствование процесса мониторинга состояния объектов и
процессов в АПК за счёт разработки методов и алгоритмов сбора и передачи множественных
разнородных данных
Задачи:
–
анализ ситуации в экологическом мониторинге;
–
анализ источников данных экологического мониторинга и составлена их классификация;
–
разработка формата данных для передачи разнородной информации;
–
разработка алгоритма трансформации данных;
–
разработка прототипа протокола данных;
–
разработка имитационной модели устройства сбора и передачи множественной
разнородной информации
4

5.

Классификация источников данных
Рисунок 1 – Классификация источников данных
5

6.

Модель сбора множественных разнородных данных
Рисунок 2 – Модель сбора множественных разнородных данных
6

7.

Классификация источников данных
сбор множественных разнородных данных;
задание определенной частоты сбора и отправки данных для каждого отдельного источника
данных;
преобразование разнородных данных к единому виду за счет применения алгоритма
преобразования;
отправка данных в систему хранения данных по выбранному каналу связи;
при невозможности отправки данных на сервер, устройство должно осуществлять отложенную
отправку тогда, когда это будет возможно;
сохранять информацию о состоянии устройства, а также произошедших ошибках во время
работы, считывания или передачи информации.
7

8.

Алгоритм работы устройства
Рисунок 3 – Алгоритм работы устройства
8

9.

Формат передачи данных
Рисунок 4 – формат передачи данных
9

10.

Компьютерная модель
Рисунок 5 – Разработанная модель
10

11.

Результаты моделирования
Рисунок 6 – Результа моделирования
11

12.

Выводы
В ходе выполнения магистерской диссертации была рассмотрена данная проблема, в
результате чего были предложены алгоритмы и методы для реализации устройства сбора и
передачи множественной разнородной информации.
В процессе выполнения магистерской диссертации были решены следующие задачи:
– проведен анализ ситуации в экологическом мониторинге;
– проведен анализ источников данных экологического мониторинга;
– составлена классификация источников данных;
– разработан формат данных для передачи разнородной информации;
– разработан алгоритм преобразования данных;
– разработан прототип протокола данных;
– разработана имитационная модели устройства сбора и передачи множественной
разнородной информации.
12

13.

13