что такое телеметрическая информация

Телеметрия

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» [1] — 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).

Содержание

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.. [2]
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. [4]

Применение

Телеметрия нашла своё применение в следующих областях:

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Передача и обработка данных в системах телеметрии

Для сбора и передачи информации в системах телеметрии могут использоваться как последовательные протоколы RS-232, RS-485, CAN, так и различные сетевые протоколы TCP/IP, Ethernet. Последние обычно называются системы телеметрического IP-мониторинга объектов, но термин ещё не устоялся. В технике часто применяется термин IP-мониторинг для программного мониторинга компьютерных сетей, в то же время термин IP-мониторинг применяется для обозначения систем наблюдения, видеонаблюдения и управления, телеметрического контроля по IP за объектами. Возможно со временем, эти два близких понятия сведутся в один класс. В последнее время (около середины 2000 годов) для облегчения инсталляции, обеспечения многофункциональности, интеграции с другими системами в телеметрии применяются компьютеры, различные серверы и микропроцессорные системы, имеющие в основе переплетение различных протоколов, встроенные средства переработки и отображения информации, часто имеющие кольцевые базы данных, а также и возможности мультизонального сбора информации с многочисленных датчиков, разбросанных зачастую вне физических пределов самих систем, либо и вовсе на другой стороне земного шара, к примеру различные беспроводные датчики, IP датчики и тд.

Международные стандарты

Как и в других телекоммуникационных областях существуют международные стандарты, установленные такими организациями как CCSDS [

2] для телеметрического оборудования и программного обеспечения.

Источник

Изучаем что такое телеметрия

Сбор информации важная необходимость в сферах, где присутствие человека опасно или не может быть организованно. Современные технологии позволяют осуществлять контроль и сбор информации в удаленном режиме, без присутствия человека. Тема статьи, система телеметрии, ее разновидности, сферы использования, возможности применения для автомобильной промышленности.

Общее определение

Телеметрической системой (ТС) является совокупная работа датчиков, считывающих информацию из приемника, на который поступают полученные данные. Приемник обрабатывает информацию и выдает заключительный результат, или принимает решения о необходимых действиях, например, включении или выключении анализируемого объекта.

У подобных систем есть 3 основных назначения:

Самой распространенной является комбинированная система телеметрии. Ее используют на производствах, в медицине и научной деятельности. Дополнительными типами ТС являются:

Системы телеметрии используют различные каналы связи между датчиком и приемником.

Также ТС бывают цифровыми и аналоговыми, используют совмещенные или собственные каналы для передачи данных.

Системы телеметрии также делятся на типы по своему обслуживанию.

Работа телеметрии невозможна без использования чувствительных датчиков. Они бывают:

Датчики также делятся по сфере использования. Могут быть:

Каждый прибор измеряет установленную величину, преобразуя данные в электрические, импульсные или радиосигналы.

Разобравшись в системе телеметрии и что это такое, нужно рассмотреть, как применяются ТС в автомобильной промышленности.

Использование в автомобильной промышленности

Система телеметрии используется в автомобильной промышленности уже давно. Она применяется уже на стадии разработки, проектирования и сборки.

Запасные части

Производство запасных частей для машин проходит под полным контролем телеметрии. Точность размеров очень важна для каждой детали. Человек больше не стоит лично за токарным станком, контроль размеров и места необходимых отверстий контролирует ТС.

Также контроль производства необходим при создании электронных систем автомобиля. Машина оснащена множеством чувствительных элементов, от контроля качества которых зависит дальнейшая эксплуатация.

Тесты

После производства автомобиля, его необходимо протестировать. Под контроль телеметрии подпадает: тестирование работоспособности двигателя; ходовой системы; электрической цепи; реакция автомобиля при движении на различном покрытии и в разных климатических зонах.

Особенная часть тестдрайва автомобиля заключается в проверке безопасности. Тут человека полностью заменяют телеметрические датчики.

Ремонт

Крупные современные автосервисы используют телеметрию для контроля состояния автомобиля до и после ремонта. Особенно ТС необходима для ремонта трущихся деталей двигателя. При ремонте подобных деталей разница в несколько микрон играет огромное значение для дальнейшей эффективной эксплуатации двигателя.

ТС используется для ремонта ходовой части. Точное расположение колес относительно друг друга влияет на характеристики управляемости.

Телеметрия в автомобиле

В автомобилях используется 2 типа телеметрии: стационарная и внешняя. Далее будет дана подробная информация о каждом типе.

Стационарная

Бортовая или стационарная система используется в машине для контроля различных параметров. На автомобиле старшего поколения, с карбюраторным двигателем, система телеметрии была аналоговой. Она подразумевала наличие механических или электрических датчиков, и приемников, в виде контрольных ламп и механических счетчиков. В систему аналоговой телеметрии входили:

Большинство из этих устройств имеет механический или кабельный привод для передачи данных.

В современных автомобилях, с инжекторным впрыском топлива, телеметрия используется более широко. Все датчики и приемники — электронного или цифрового типа. Возможные варианты датчиков:

Все эти устройства контролируют определенные параметры, реагируют на изменения, в большую или меньшую сторону, от установленных норм, сигнализируют о неисправностях. Работа систем полностью зависит от бортового компьютера. Именно он является приемником сигналов от датчиков.

Телеметрию автомобилей можно отнести к комбинированному типу. ТС регистрирует получаемые данные, принимает решение о подключении дополнительных систем или их отключении, способна перезагружаться и обновлять свои настройки.

Например, при подключении функции автозапуска, термодатчик регистрирует температуру окружающей среды. При достижении заранее установленного порога, датчик передает на бортовой компьютер информацию о достижении установленного параметра. Компьютер обрабатывает данные и запускает двигатель для прогрева. После того, как температура силового агрегата достигла порога нагрева, компьютер отключает двигатель. Так может продолжаться до момента полного израсходования топлива.

Телеметрическая система упрощает управления внедорожниками. Множество датчиков рассчитывают нагрузку на колесные оси и момент вращения раздаточной коробки передач. Теперь водителю ненужно переключать переднюю и заднюю ось. Достаточно просто следить за дорогой. ТС сама рассчитывает скорость движения и количество оборотов для каждой оси внедорожника.

Внешняя

Впервые внешняя система телеметрии стала использоваться на космических аппаратах. С ее помощью на Землю поступали данные о техническом состоянии аппарата, маршруте, состоянии здоровья экипажа. Для передачи данных использовался радио сигнал. Современные системы стали использовать в качестве передатчиков спутники связи.

С развитием спутниковой связи GPS и ГЛОНАСС, ТС стали оснащаться туристические автобусы и большегрузные автомобили дальнего следования. Транспортные компании стали получать данные о техническом состоянии, маршруте, времени следования и остановки. ТС помогает компаниям вычислить количество топлива, необходимое для определенного отрезка пути, время следования, возможности для сокращения маршрута.

В настоящий момент системой телеметрии пользуются компании каршеринговых автомобилей. Теперь телеметрия получила более широкие возможности:

Основные системы остались прежними. Их дополнили возможностью дублировать данные. Вся информация, поступающая на бортовой компьютер, передается и в компанию владельца автомобиля. Таким образом, есть возможность получать информацию о техническом состоянии каждого узла и агрегата, о расходе топлива.

В настоящий момент большое развитие получают разработки беспилотных автомобилей. Их основной системой является двух путевая телеметрия. Подобные системы широко использовались на гоночных машинах. Ее суть в том, что вся информация с бортового компьютера дублируется на приемник команды гонщика. Техники получают возможность управления параметрами автомобиля для более эффективного прохождения маршрута. В беспилотных автомобилях нет внешнего контроля. Вся информация передается на ЭБУ, в который заложены настройки для конкретной дорожной ситуации. Вместо глаз водителя, управление полностью отдано внешним камерам. Иными словами, интеллект компьютера реагирует на картинку с камер, которая дополняется данными с различных датчиков.

Заключение

Телеметрия в современных автомобилях позволяет увеличить контроль, дублируя или реагируя на действия водителя. Самой полезной и известной функцией является автоматическая диагностика. Бортовой компьютер самостоятельно выявляет неисправности и оповещает об этом владельца. Развитие подобных технологий значительно упрощает эксплуатацию автомобилей.

Видео по теме

Источник

Что такое телеметрия

Телеметрия — это автоматическая запись и передача данных из удаленных или труднодоступных источников в ИТ-систему в другом месте для мониторинга и анализа. Данные телеметрии могут передаваться с использованием радио, инфракрасного, ультразвукового, GSM, спутникового или кабельного телевидения, в зависимости от приложения (телеметрия используется не только при разработке программного обеспечения, но также в метеорологии, разведке, медицине и других областях).

В мире разработки программного обеспечения телеметрия может дать представление о том, какие функции конечные пользователи используют чаще всего, обнаруживать ошибки и проблемы, а также предлагать лучший обзор производительности без необходимости запрашивать обратную связь непосредственно от пользователей.

Как работает телеметрия

В общем смысле телеметрия работает через датчики на удаленном источнике, которые измеряют физические (такие как осадки, давление или температура) или электрические (такие как ток или напряжение) данные. Это преобразуется в электрические напряжения, которые объединяются с данными синхронизации. Они формируют поток данных, который передается по беспроводной или проводной среде или их комбинации.

На удаленном приемнике поток дезагрегируется, и исходные данные отображаются или обрабатываются в соответствии со спецификациями пользователя.

В контексте разработки программного обеспечения понятие телеметрии часто путают с регистрацией. Но ведение журнала — это инструмент, используемый в процессе разработки для диагностики ошибок и потоков кода, и он ориентирован на внутреннюю структуру веб-сайта, приложения или другого проекта разработки. Однако после того, как проект выпущен, телеметрия — это то, что вам нужно для автоматического сбора данных для реального использования. Телеметрия — это то, что позволяет собирать все эти необработанные данные, которые становятся ценной, действенной аналитикой.

Преимущества телеметрии

Основным преимуществом телеметрии является способность конечного пользователя контролировать состояние объекта или окружающей среды, находясь вдали от него. После того, как вы отправили продукт, вы не можете присутствовать физически, заглядывая через плечо тысячам (или миллионам) пользователей, которые взаимодействуют с вашим продуктом, чтобы выяснить, что работает, что легко, а что громоздко. Благодаря телеметрии эти идеи могут быть переданы непосредственно на панель инструментов, чтобы вы могли анализировать и действовать.

Поскольку телеметрия дает представление о том, насколько хорошо ваш продукт работает для ваших конечных пользователей — как они его используют — это невероятно ценный инструмент для постоянного мониторинга и управления производительностью.

Телеметрия позволяет вам отвечать на такие вопросы:

Очевидно, что ответы на эти и многие другие вопросы, на которые можно ответить с помощью телеметрии, неоценимы для процесса разработки, позволяя вам постоянно совершенствовать и вводить новые функции, которые для ваших конечных пользователей могут показаться такими, как если бы вы читали их умы.

Проблемы телеметрии

Телеметрия, безусловно, фантастическая технология, но она не без проблем. Наиболее значимая проблема — и часто встречающаяся проблема — связана не с самой телеметрией, а с вашими конечными пользователями и их готовностью разрешить то, что некоторые считают шпионажем. Короче говоря, некоторые пользователи сразу же отключают прибор, когда замечают, что любые данные, полученные в результате использования вами вашего продукта, будут собираться или сообщаться.

Это означает, что опыт этих пользователей не будет учитываться при планировании вашей будущей дорожной карты, исправлении ошибок или решении других проблем в вашем приложении. Хотя это не обязательно является проблемой само по себе, проблема в том, что пользователи, которые склонны запрещать эти типы технологий, могут попасть в более технически подкованную часть вашей пользовательской базы. Это может привести к потере работоспособности программного обеспечения. Другие пользователи, с другой стороны, не обращают внимания на телеметрию или просто игнорируют ее.

Это проблема без четкого решения — и она не сводит на нет всю мощь телеметрии для управления развитием — но об этом следует помнить при анализе ваших данных.

Если вы хотите узнать больше — телеметрия контакты — вам в помощь.

Источник