Реферат: Примеры измерительных информационных систем

- автоматический контроль исправности датчиков, исполнительных механизмов и линий связи путем непосредственных измерений или по косвенным признакам;

- автоматизированный пуск, вывод на режим, поддержание рабочего режима и останов любого из исполнительных механизмов по выбору оператора;

- автоматическая блокировка соответствующих команд управления при выявлении диагностируемых неисправностей соответствующих исполнительных механизмов, взаимных блокировок, а также при ошибочных действиях оператора;

- формирование команд управления на останов исполнительного механизма при выходе параметров его защиты за пределы аварийных значений;

- автоматическое поддержание с необходимой точностью заданных оператором значений регулируемых параметров;

- визуализация в режиме реального времени состояния агрегатов, вспомогательных механизмов и устройств на экране монитора станции оператора в виде анимационных мнемосхем;

- вывод значений технологических параметров на экран монитора в виде графиков, таблиц или текущих значений на соответствующих мнемосхемах;

- индикация сообщений о неисправности диагностируемых элементов и устройств (модулей, датчиков, исполнительных механизмов и др.).

ИИС является системой с открытой архитектурой и имеет возможность дальнейшего развития и подключения дополнительных микропроцессорных контроллеров, АРМ и другого оборудования. Поэтому число измерительных каналов жестко не оговорено.

Рассмотренные выше ИИС предназначены для исследования технических объектов, технологических процессов и окружающей среды. Наряду с этим все чаще становятся предметом автоматизированных исследований и контроля биологические объекты. Несмотря на специфику этих объектов, общий подход к построению ИИС для их исследования, как увидим из приводимых ниже примеров, не имеет принципиальных отличий.

10. ИИС контроля за состоянием особей рыб в условиях закрытого водоема

Данная ИИС позволяет исключить ручной труд и случаи травмирования рыб при исследовании. Входная информация представляет собой реальное видеоизображение, поступающее от видеокамеры, расположенной над бассейном. Далее изображение подвергается обработке на ЭВМ. Целью обработки является определение общего числа рыб и измерение их длины. При этом возникает ряд проблем:

- неравномерная освещенность бассейна, наличие в нем затененных областей, что усложняет процесс обработки;

- слияние изображений нескольких рыб в один объект, что вносит дополнительную погрешность в определение количества рыб;

- расположение особей на разной глубине, что должно учитываться при измерении их длины.

Заложенный в ИИС алгоритм обработки, позволяющий преодолеть эти трудности, включает в себя:

- модель погрешности измерений, учитывающую дискретность изображения и влияние преломляющего слоя;

- алгоритмы выделения фонового изображения, на основе сглаживания и фильтрации с использованием преобразования Фурье;

- формирование бинаризованных изображений рыб;

- идентификацию эталонов длины и вертикали;

- вычисление длины особей;

- подсчет количества особей с учетом слившихся изображений отдельных особей;

- расчет погрешностей для каждого измерения.

ИИС обеспечивает приемлемую точность и уровень автоматизации. Получаемая информация пригодна для пополнения базы данных предприятия, выращивающего ценные породы рыб.

11. ИИС «Фитомониторинг»

Существует концепция управления вегетацией растений с использованием информации от постоянно находящихся на вегетирующем растении миниатюрных датчиков. Такая методика получила название «фитомониторинг». В настоящее время разработаны и созданы подходящие типы датчиков для непрерывного мониторинга физиологических функций растений и соответствующие ИИС. В эти ИИС заложены методы интерпретации результатов мониторинга и алгоритмы диагностики состояния растения, необходимые для физиологических и биофизических исследований. Получаемые результаты могут использоваться для принятия технологических решений по управлению процессом вегетации. Номенклатура регистрируемых характеристик представляет собой компромисс между желанием получить как можно более полную информацию и реальными возможностями современной методики мониторинга. В ИИС измеряются следующие параметры среды:

- облученность;

- температура и влажность воздуха и корнеобитаемой среды (почвы, гидропонного наполнителя).

Из физиологических характеристик растения определяются наиболее информативные: