Датчики и системы, № 3, 2017
Sensors and
Systems, N 3, 2017
С О Д Е Р Ж А Н И Е и А Н Н О Т А Ц И И
C O N T E N T S
AND A B S T R A C T S
ТЕОРИЯ И ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ
ДАТЧИКОВ, ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
THEORY AND
CONSTRUCTION PRINCIPLES OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS
Фархадов М. П., Васьковский
С. В., Блинова О. В.
ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОДВИЖНЫХ АБОНЕНТОВ И СТАЦИОНАРНЫХ УЗЛОВ СВЯЗИ ПРИ ИЗВЕСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ДВИЖЕНИЯ … 3
Аннотация: Рассмотрены проблемы проектирования современных беспроводных сетей, связанные с задачами определения реальных характеристик каналов связи. Приведен обзор существующих подходов к моделированию таких сетей. Предложен расчет вероятности доступа к сети абонентов с учетом траектории их движения, расположения и характеристик сетевых устройств. Исследованы достоинства и недостатки такого подхода, область применения к практическим задачам.
Ключевые слова: беспроводные сети, подвижные абоненты, надежность каналов связи, вероятность доступа.
Farkhadov M. P., Vaskovsky S. V., Blinova
O. V.
INVESTIGATING THE RELATIONSHIP BETWEEN
Abstract: The problems of design modern
wireless networks are investigated in connection with the determination of the
communication channels real characteristics task. A review of existing
approaches to model such networks is presented. A method to calculate the
probability of access for the network subscribers depending on the trajectory
of their movement, locations, and characteristics of network devices is
proposed. Finally, we investigated the advantages and disadvantages of the
suggested approach, and its applicability to practical tasks.
Keywords: wireless
networks, mobile subscribers, reliability of communication channels,
probability of access.
Еременко А. В., Сулавко А. Е., Мишин Д. В.,
Федотов А. А.
РАСПОЗНАВАНИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЕЙ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ ПО КЛАВИАТУРНОМУ ПОЧЕРКУ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМ ПРИЗНАКАМ С ПОМОЩЬЮ СПЕЦИАЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ … 9
Аннотация:
Рассмотрена проблема защиты данных от неавторизованного доступа посредством
аутентификации субъектов по клавиатурному почерку. Предложено использовать
параметры давления на клавиши и вибрации клавиатуры совместно с временными
характеристиками нажатия клавиш для распознавания печатающего субъекта.
Приведены экспериментальные оценки вероятностей ошибок идентификации сетей
персептронов, реализованных по ГОСТ Р 52633.5-2011,
и сетей квадратичных форм.
Ключевые слова: клавиатурный почерк, давление на клавиши, вибрация клавиатуры, распознавание субъектов, нейронные сети.
Eremenko A. V., Sulavko A. E., Mishin
D. V., Fedotov A. A.
COMPUTER USERS RECOGNITION BASED ON KEYBOARD
HANDWRITING DYNAMICS WITH USING OF ADDITIONAL FEATURES FROM SPECIAL SENSORS … 9
Abstract: The problem of data protection from unauthorized
access through authentication of subjects on keyboard handwriting is
considered. We propose to use the parameters of pressure on the keys and the
keyboard vibration together with the timing keystrokes to recognize the user. A
keyboard with special sensors allowing to record additional parameters was
assembled. The estimation error probabilities of identification based on perceptrons networks implemented according to GOST R 52633.5-2011 and networks of quadratic forms was
made.
Keywords: handwriting keyboard, the pressure on the keys, the keyboard vibration, user
recognition, neural networks.
Сорокин А. А., Горюнов А. А., Марочкин Д. С.
РАСПРЕДЕЛЕННАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА СЕТИ СОТОВОЙ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ МОБИЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ … 16
Аннотация:
Рассмотрен
измерительный комплекс для мониторинга зоны покрытия сети систем мобильной
связи, представляющий собой клиент-серверное
программное обеспечение, которое устанавливается на мобильное устройство и
сервер. Комплекс позволяет собирать следующие виды информации: уровень сигнала,
идентификационные номера базовых станций, координаты места измерения и другие
параметры мобильного устройства. Серверная часть обрабатывает информацию,
поступающую от мобильных устройств, и интерпретирует ее в виде карты и графиков
распределения уровня по зоне обслуживания сети. Экспериментальная проверка
подтвердила пригодность комплекса для измерения параметров сети сотовой связи.
Ключевые слова: измерения, комплекс, зона покрытия, оператор мобильной связи,
телекоммуникации, управление, анализ, систематизация.
Sorokin A. A., Goryunov A.
A., Marochkin D. S.
DISTRIBUTED MEASURING SYSTEM FOR CELLULAR
NETWORK BASED ON
Abstract: The measuring complex presented is client-server software
installed on the mobile device and on the server. The complex allows to collect
the following types of information: the signal level, the base station
identification numbers, the location of the measurement site and other mobile
device options. The server processes information from mobile devices, and
interprets it as a map and level distribution graphs for the network service
area. Experimental verification showed the suitability of the complex to
measure parameters of the cellular network.
Keywords: measuring complex network coverage, mobile
operator, telecommunications, management, analysis, systematization.
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО ДАТЧИКОВ,
ПРИБОРОВ И СИСТЕМ
DESIGN AND PRODUCTION OF SENSORS, DEVICES AND SYSTEMS
Представляет Нижегородский
региональный редакционный совет
Фитасов Е. С.
СИСТЕМА СЕЛЕКЦИИ ИМИТИРУЮЩИХ
ПОМЕХ … 24
Аннотация:
Описан синтез системы селекции имитирующих помех на основе оценки распределения
энергии сигнала по собственным числам корреляционной матрицы. Предложена
количественная мера степени когерентности сигналов в виде энтропии
распределения сигнала по собственным подпространствам его корреляционной
матрицы. Приведены результаты натурных экспериментов и показана эффективность предлагаемой системы.
Ключевые слова: селекция помех, радиолокационные сигналы, когерентность, корреляционная матрица, собственные числа, энтропия.
Fitasov E.
S.
THE IMITATION JAM SELECTION SYSTEM BY
ESTIMATION SIGNAL ENERGY DISTRIBUTION FOR THE EIGENVALUES
OF THE CORRELATION MATRIX … 24
Abstract: Analysis of the radar protection
from jamming decoy system based on the evaluation of the signal energy distribution
of the eigenvalues of the correlation matrix is
provided. The quantitative measure of the degree of coherence of signal in the
form of signal distribution entropy eigensubspaces
its correlation matrix is offered. Efficiency
of proposed method on the example of nature test detection real air targets of
suppression of jamming decoy is demonstrated.
Keywords: jam selection, radar signals, coherence, correlation matrix, eigenvalues, entropy
Фитасов Е. С.
СЕЛЕКЦИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ПРОЕКЦИОННОГО МЕТОДА ДОПЛЕРОВСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ
РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СИГНАЛОВ … 29
Аннотация:
Изложен проекционный метод доплеровской фильтрации радиолокационных сигналов в
условиях сложной сигнально-помеховой обстановки. Описан синтез групп фильтров с различной шириной зоны режекции, обеспечивающих обнаружение целей на фоне
отражений от местных предметов в заданном диапазоне радиальных скоростей и с
заданным коэффициентом подавления пассивных помех Показана эффективность доплеровской
фильтрации на примере результатов натурных экспериментов по обнаружению
воздушных объектов на фоне интенсивных отражений от местных предметов.
Ключевые слова: система селекции движущихся целей, допплеровские фильтры, пассивные помехи, радиолокационные сигналы, зона режекции.
Fitasov E.
S.
THE MOVING TARGET SELECTION ON THE BASIS INTERPERIOD DOPPLER FILTER PROCESSING OF RADAR SIGNALS … 29
Abstract: The paper offered method interperiod Doppler filter processings
of radar signals Design groups of filters with various width of rejection zone,
for the providing detection against reflections from local subjects in the set
range of radial speeds and the set factor of passive hindrances suppression is
described. Efficiency of this method on the example of nature tests by air
targets detection in presence of passive jam and reflections from local
subjects is demonstrated.
Keywords: moving
target selection system, Doppler
filter, passive jam, radar
signals, zone of rejection.
Иванников Д. А., Полякова А. Г.
ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И РЕАЛИЗАЦИИ КОМПЛЕКСА РАДИОМОНИТОРИНГА ИОНОСФЕРЫ РАКЕТНОГО БАЗИРОВАНИЯ … 33
Аннотация:
Рассмотрены особенности проектирования
комплекса радиомониторинга ионосферы ракетного
базирования. Отмечены основные проблемы, возникающие при реализации заданных
технических характеристик. Проведен оптимальный выбор параметров входящих в
комплекс систем. Предложены структура комплекса радиомониторинга
и вариант практической реализации, обеспечивающие требуемые параметры.
Ключевые слова: ионосфера; радиомониторинг; комплекс радиомониторинга ионосферы ракетного базирования.
Ivannikov D. A., Polyakova A.
G.
OPTIMIZING THE STRUCTURE OF THE MISSILE-BASED
COMPLEX FOR THE RADIO MONITORING OF IONOSPHERE …33
Abstract: The features of the design and
implementation missile-based complex for the radio monitoring of ionosphere are
considered. The main problems of the technical specifications implementation
are analyzed. The parameters optimization for its main systems is conducted.
The structure of radio monitoring complex and the option of its implementation
to ensure required parameters are offered.
Keywords: ionosphere;
radio monitoring; missile-bases complex for the radio monitoring; superheterodyne method.
Букварев Е. А., Плужников А. Д., Рындык А. Г.,
Балашова Д. М.
ОРГАНИЗАЦИЯ ИНТЕРФЕЙСОВ В МНОГОПРОЦЕССОРНОМ МОДУЛЕ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ …37
Аннотация:
Рассмотрен протокол взаимодействия вычислительных узлов в многопроцессорных
модулях цифровой обработки сигналов на основе “систем в корпусе”,
представляющих кластеры из четырех процессоров 1967ВН028
производства АО “ПКК Миландр”.
Ключевые
слова: цифровой сигнальный
процессор, “система в корпусе” обработки сигналов, многопроцессорная система,
организация интерфейса.
Bukvarev E. A., Pluzhnikov A. D., Ryndyk A. G., Balashova D. M.
INTERFACE PROTOCOL IN MULTIPROCESSOR DIGITAL
SIGNAL PROCESSING MODULE …37
Abstract: Interface
protocol for multiprocessor
computing modules on the base of high-performance “System in package” for data
processing produced AO “PKK Milandr”
is considered.
Keywords: digital signal processing, “System in package” for
data processing, multiprocessing system, interface protocol.
Мельников В. И., Иванов В. В., Тепляшин И. А.
МЕТОДИКА И ПРИБОР ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЖИДКОСТИ НА ОСНОВЕ ИЗМЕРЕНИЯ АКУСТИЧЕСКОГО ИМПЕДАНСА … 44
Аннотация:
Представлены методика и конструкция ультразвукового прибора для контроля
акустического импеданса жидкости в технологическом процессе. Принцип действия
основан на измерении затухания ультразвуковой волны в кольцевом металлическом
чувствительном элементе, погруженном в контролируемую жидкость. Приведены
результаты экспериментальной проверки прибора в ряде жидкостей с известными
физическими свойствами: в различных растворителях, нефтепродуктах, растворах,
воде при высоких температурах и давлении (до 350 °С,
18 МПа). Обнаружена зависимость акустического импеданса нефти от обводненности. Предлагаемый прибор позволяет контролировать
раздел сред типа вода–нефть, а также качество технологического процесса при
производстве, переработке и использовании сырья, в том числе при экстремальных
параметрах.
Ключевые слова: акустический импеданс, волновод, пьезопреобразователь, контроль жидкости, обводненность нефти, раздел сред вода-нефть, экстремальные параметры 350 °C, 18 MПa.
Mel’nikov V.
METHODS AND DEVICE FOR ACOUSTIC IMPEDANCE
MEASUREMENT OF LIQUID IN THE FLOW … 44
Abstract: The methods and device for
acoustic impedance measurement of liquid in order to control the technological
processes was developed. The engineering philosophy is based on measurement of
the ultrasound wave damping into liquid-immersed metal circular element. The
comparison of measured acoustic impedances by developed device with known
values of series liquids such solvents, petroleum products, water and different
kinds of salvations at high temperature and pressure (up to 350 °C, 18 MPa) was
carried out. It has been found that acoustic impedance of oil value depends on
water content in the oil. It is possibility by using this methods and device to
control different technological processes and quality of liquids in flow at
extreme conditions.
Keywords: acoustic impedance, waveguide, piezoelectric transducer, liquid measurement, water cut oil, water-oil interface, high settings: 350 °C, 18 MPa.
Мельников В. И., Иванов В. В., Тепляшин И.
А., Тимонин М. А.
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОВОЛНОВОГО РЕФЛЕКС-РАДАРНОГО УРОВНЕМЕРА ЖИДКОСТИ … 50
Аннотация:
Рассмотрена конструкция микроволнового рефлекс-радарного
уровнемера жидкости. Приведены результаты экспериментальных исследований
прибора в средах, имеющих различную диэлектрическую проницаемость. Показано,
что при измерении уровня жидкости с низкой диэлектрической проницаемостью
(нефтепродуктов) следует учитывать уменьшение амплитуды отраженного сигнала и,
соответственно, отношения полезный сигнал/шум. Предложенная схема обработки
сигналов обеспечивает устойчивую работу прибора в средах с относительной
диэлектрической проницаемостью выше 2,0. Прибор может применяться для контроля
уровня любых технологических жидкостей в различных отраслях промышленности.
Ключевые слова: микроволновые импульсы, рефлекс-радарный уровнемер, относительная диэлектрическая проницаемость, нефтепродукты.
Mel'nikov V.
DEVELOPMENT AND INVESTIGATION OF MICROWAVE
REFLEX-RADAR LEVEL GAUGE OF LIQUID … 50
Abstract: The design of microwave
reflex-radar level gauge of liquid both law and high dielectric constant was
proposed. That has been shown that the decrease of the amplitude of the
reflected signal and accordingly the ratio of useful signal to noise determinate
for liquid with low dielectric constant (oil) allowance must be made for level
control. The proposed scheme signal processing provides stable operation of the
device in medium with a relative dielectric constant higher than 2.0. The
device can be used for level control of any process liquids in various
industries.
Keywords: microwave
pulses, reflex-radar level gauge, petroleum products.
***
Сабиров Ф. С.
ДАТЧИКИ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ВИБРАЦИЙ И ДИАГНОСТИКА ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ … 55
Аннотация:
На основе экспериментальных исследований колебаний в металлорежущих станках
показано, что применение трехкомпонентных датчиков вибраций увеличивает
точность измерений, значительно расширяет возможности вибрационного анализа,
позволяет оценивать траекторию колебательного движения, получать аттракторы и
диагностировать на этой основе процесс обработки, состояние режущего
инструмента и заготовок.
Ключевые слова: диагностика состояния инструмента, трехкомпонентные датчики вибраций, пространственные колебания, фазовые траектории, аттракторы.
Sabirov F. S.
THE SPATIAL VIBRATION SENSORS AND THEIR
APPLICATION FOR DIAGNOSTICS OF PROCESS OF PROCESSING ON THE MACHINE TOOLS … 55
Abstract: On the basis of experimental
studies of vibrations in machine tools is shown that the application of
three-component vibration sensors increases the accuracy of measurements
greatly expands the capabilities of vibration analysis, allows to estimate the
trajectory of the oscillatory motion, to obtain the attractors and diagnose on
this basis the process of machining, the condition of the cutting tool and the workpiece.
Keywords: diagnostics tool, three-component vibration sensors, spatial variations, phase trajectories, attractors.
Морозов В. П., Бабаян Р. Р.
РАСШИРЕНИЕ ЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА УСИЛИТЕЛЯ СИГНАЛОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ДАТЧИКА … 62
Аннотация: Рассмотрены частотные характеристики масштабирующих усилителей сигналов электромагнитных датчиков. Предложен способ расширения частотной полосы точного масштабирования путем введения дополнительного операционного усилителя.
Ключевые
слова: электромагнитный датчик, предварительный усилитель,
частотная погрешность
Morozov V. P., Babajan
R. R.
THE FREQUENCY RESPONSE WIDENING FOR
ELECTROMAGNETIC SENSOR SIGNALS AMPLIFIER
… 62
Abstract: The frequency responses of scaling
amplifiers for electromagnetic sensors signals are discussed. The way for
widening of precise scaling frequency range with use an optional amplifier is
proposed.
Keywords: electromagnetic sensor, preamplifier, scaling, frequency-dependent error, frequency range widening.
Фарзане Н. Г., Ибрагимова А. Э.
КАЧЕСТВЕННАЯ И КОЛИЧЕСТВЕННАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ КОМПОНЕНТОВ С ПОМОЩЬЮ ДВУХ ПЛОТНОМЕРОВ … 66
Аннотация:
Статья посвящена
изучению возможности увеличения достоверности двухпараметрической
идентификации компонентов сложных смесей, времени удерживания и молекулярной
массы, с использованием двух плотномеров.
Ключевые слова: качественный анализ, хроматограф, стандартная колонка, время удерживания, молекулярная масса, плотномер.
Farzane N. G., Ibragimova
A. E.
QUALITATIVE AND QUANTITATIVE COMPONENTS
IDENTIFICATION USING TWO DENSIMETERS … 66
Abstract: The article is devoted to studying
the possibility of increasing the reliability of the two-parametric
identification of complex mixtures components, retention time and molecular
weight, using two densimeters.
Keywords: qualitative
analysis, chromatograph, standard column, retention time, molecular weight, densimeter.