Підвищення якості безпровідного модуля моніторингу та спостереження звукових рядів розширеного призначення

Автор(и)

  • Олександр Миколайович Трунов Чорноморський національний університет ім. Петра Могили, Україна https://orcid.org/0000-0002-8524-7840
  • Жан Олегович Бєлозьоров Чорноморський національний університет ім. Петра Могили, Україна https://orcid.org/0000-0002-3216-8153

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.247658

Ключові слова:

комп’ютеризована система, модульна структура, алгоритм прийому, програмне забезпечення, випробування системи

Анотація

Розглянуто звукові ряди як доповнення візуальних та тепловізійних потоків інформації при застосуванні комп’ютеризованих систем (КС) моніторингу. Запропоновано мінімально повну структуру КС рознесених мікрофонів, для збору даних про звукові ряди, яка придатна калібрувати, виділяти і передавати дані про звукові аномалії (ЗА). Забезпечено дублювання каналу передачі даних дротом і Wі-Fі модулем для запису та визначення типу і координат ЗА.

Зібрано експериментальний приймальний модуль? до якого входять мікрофони, підсилювачі та узгоджувачі цифрового і аналогового сигналу, контролер ARDUINO UNO WIFI REV2 з інтегрованим Wі-Fі модулем. Продемонстровано, що його доповнення персональним комп’ютером і смартфоном з операційною системою Андроїд утворює КС дистанційного безпровідного керування ходом експерименту аналізу звукових рядів. Підтверджено експериментально, що її структура є мінімально-повною. Розроблено алгоритм та написано комплект програмного забезпечення (ПЗ) на C/C++ мовах. Показано, що кількість мікрофонів обирається із умов задачі від 1 до 5, але їх число обмежено п’ятьма цифровими входами плати ARDUINO UNO WIFI REV2.

Застосовано хвильове представлення закону часових змін інтенсивності та інтегральної норми ЗА. Продемонстровано можливості калібрувати всі дані звукових рядів у аналоговому та цифровому вигляді. Представлено придатність апробувати алгоритми визначення фаз ехограм за даними часових рядів, які містять ЗА різного походження і зареєстровані трьома різними мікрофонами. Показано вплив підключення Wі-Fі модуля на зниження спаду напруги на 0,5–1 В. Продемонстровано необхідність додаткової умови реєстрації ЗА всіма мікрофонами. Розроблено інтерфейси ПЗ калібрування приймального модуля і роботи мобільного додатку.

Біографії авторів

Олександр Миколайович Трунов, Чорноморський національний університет ім. Петра Могили

Доктор технічних наук, доктор філософії, професор

Кафедра автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій

Жан Олегович Бєлозьоров, Чорноморський національний університет ім. Петра Могили

Аспирант

Кафедра автоматизації та компютерно-інтегрованих технологій

Посилання

  1. Lo, K. W., Ferguson, B. G. (2015). Acoustic ranging of small arms fire using a single sensor node collocated with the target. The Journal of the Acoustical Society of America, 137 (6), EL422–EL428. doi: http://doi.org/10.1121/1.4921447
  2. Chen, J. C., Yao, K., Hudson, R. E. (2003). Acoustic Source Localization and Beamforming: Theory and Practice. EURASIP Journal on Advances in Signal Processing, 4. doi: http://doi.org/10.1155/s1110865703212038
  3. Danyk, Yu. H., Buhaiov, M. V. (2015). Analiz efektyvnosti vyiavlennia taktychnykh bezpilotnykh litalnykh aparativ pasyvnymy ta aktyvnymy zasobamy sposterezhennia. Zbirnyk naukovykh prats ZhVI DUT, 10, 5–20.
  4. Oleinikov, A. N., Nosulko, I. V. (2019). Features of construction of acoustic reconnaissance equipment with their small overall dimensions. Radiotekhnika, 4 (199), 142–146. doi: http://doi.org/10.30837/rt.2019.4.199.17
  5. Bortsov, V. V., Boiko, A. P., Vynar, A. A., Zhuravska, I. M., Kulakovska, I. V.; Kotlyka, S. V. (Ed.) (2021). Prostorove rozmishchennia mikrokontrolernoi systemy pasyvnoi akustychnoi lokatsii na osnovi platonovykh til. Na shliakhu do Industrii 4.0: informatsiini tekhnolohii, modeliuvannia, shtuchnyi intelekt, avtomatyzatsiia. Odesa: Astroprynt, 97–109.
  6. Seah, Ch. E., Hwang, I. (2009). Stochastic Linear Hybrid Systems: Modeling, Estimation, and Application in Air Traffic Control. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 17 (3), 563–575. doi: http://doi.org/10.1109/tcst.2008.2001377
  7. Camacho, E. F., Ramirez, D. R., Limon, D., Muñoz de la Peña, D., Alamo, T. (2010). Model predictive control techniques for hybrid systems. Annual Reviews in Control, 34 (1), 21–31. doi: http://doi.org/10.1016/j.arcontrol.2010.02.002
  8. SPOTLITE – Electro-Optical Small-Arms Fire Detection System RAFAEL (2006). Defense Update. Available at: https://defense-update.com/20060726_spotlite.html Last accessed: 11.11.2017
  9. Remotely Operated Weapon stations at AUSA 06 (2006). Defense Update. Available at: https://defense-update.com/20061030_ausa06rws.html Last accessed: 30.05.2021
  10. "PILAR – ground version". Available at: http://metravib.Acoemgroup.com/defence/catalog/PILAR-GROUND-VERSION Last accessed: 11.11.2017
  11. "Boomerang III". Available at: https://www.raytheon.com/capabilities/products/boomerang/ Last accessed: 21.10.2017
  12. Kakaia tekhnika pozvolit vyigrat voinu s terroristami. Available at: http://www.autoconsulting.com.ua/article.php?sid=30908 Last accessed: 13.01.2018
  13. Nguyen, L., Valls Miro, J., Qiu, X. (2019). Multilevel B-Splines-Based Learning Approach for Sound Source Localization. IEEE Sensors Journal, 19 (10), 3871–3881. doi: http://doi.org/10.1109/jsen.2019.2895854
  14. Döbler, D., Heilmann, G., Ohm, M. (2010). Automatic detection of microphone coordinates. 3rd Berlin Beamforming Conference. Available at: http://www.bebec.eu/Downloads/BeBeC2010/Papers/BeBeC-2010-15.pdf
  15. Yong, J., Wang, D.-Y. (2015). Impact of noise on hearing in the military. Military Medical Research, 2 (1), 6. doi: http://doi.org/10.1186/s40779-015-0034-5
  16. Rascon, C., Meza, I. (2017). Localization of sound sources in robotics: A review. Robotics and Autonomous Systems, 96, 184–210. doi: http://doi.org/10.1016/j.robot.2017.07.011
  17. Yang, X., Xing, H., Ji, X. (2018). Sound Source Omnidirectional Positioning Calibration Method Based on Microphone Observation Angle. Complexity, 2018, 1–15. doi: http://doi.org/10.1155/2018/2317853
  18. Palahin, O. V., Vasiukhin, M. I., Kasim, A. M., Ivanyk, Yu. Yu., Dolynnyi, V. V. (2015). Metody ta zasoby pobudovy dynamichnykh stsenariiv u navihatsiinykh heoinformatsiinykh systemakh. Perspektyvy rozvytku avtomatyzovanykh system upravlinnia viiskamy ta heoinformatsiinykh system. Lviv: ASV, 185–200.
  19. Trunov, A., Byelozyorov, Z. (2020). Forming a method for determining the coordinates of sound anomalies based on data from a computerized microphone system. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (4 (104)), 38–50. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.201103
  20. Kryvoruchko, A. V. (2012). Ohliad ta porivnialnyi analiz tekhnichnykh system vyiavlennia pozytsii snaipera. Suchasna spetsialna tekhnika, 3, 75–81. Available at: http://nbuv.gov.ua/UJRN/sstt_2012_3_14
  21. Bilenko, O. I., Hunko, H. L. (2015). Vyznachennia parametriv zvuku postrilu, yaki vplyvaiut na vykonannia spetsyfichnykh vohnevykh zavdan sylamy bezpeky ta pidliahatymut rehlamentatsii. Perspektyvy rozvytku ozbroiennia ta viiskovoi tekhniky sukhoputnykh viisk. Lviv, 14–15.
  22. Engel, J., Sturm, J., Cremers, D. (2012). Camera-based navigation of a low-cost quadrocopter. 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. doi: http://doi.org/10.1109/iros.2012.6385458
  23. Zhuravska, I., Kulakovska, I., Musiyenko, M. (2018). Development of a method for determining the area of operation of unmanned vehicles formation by using the graph theory. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (3 (92)), 4–12. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.128745
  24. Trounov, A. N. (1984). Аpplication of sensory modules for adaptive robots. Robot Vision and Sensory Control. IFS Publication, 285–294.
  25. Trunov, A., Malcheniuk, A. (2018). Recurrent network as a tool for calibration in automated systems and interactive simulators. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (92)), 54–60. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126498
  26. Trunov, A.; Bilski, P., Guerriero, F. (Eds.) (2017). Recurrent Approximation in the Tasks of the Neural Network Synthesis for the Control of Process of Phototherapy. Computer Systems for Healthcare. Gistrup: River Publishers, 213–248.
  27. Trunov, A. (2016). Recurrent approximation as the tool for expansion of functions and modes of operation of neural network. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (4 (83)), 41–48. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.81298
  28. Dronyuk, I., Moiseienko, I., Greguš ml., J. (2019). Analysis of Creative Industries Activities in Europеan Union Countries. Procedia Computer Science, 160, 479–484. doi: http://doi.org/10.1016/j.procs.2019.11.061
  29. Dronyuk, I., Fedevych, O. (2017). Traffic Flows Ateb-Prediction Method with Fluctuation Modeling Using Dirac Functions. Communications in Computer and Information Science, 3–13. doi: http://doi.org/10.1007/978-3-319-59767-6_1
  30. Trunov, A., Beglytsia, V., Gryshchenko, G., Ziuzin, V., Koshovyi, V. (2021). Methods and tools of formation of general indexes for automation of devices in rehabilitative medicine for post-stroke patients. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (2 (112)), 35–46. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.239288
  31. Hryshchuk, R. V., Hordiienko, Yu. O., Amirov, A. R., Solopii, I. A. (2017). Analiz akustychnykh zasobiv vyiavlennia postrilu zi striletskoi zbroi ta yikh klasyfikatsiia. Suchasna spetsialna tekhnika, 3 (50), 103–112.
  32. Kozeruk, S. O., Maznichenko, D. V. (2017). Determining of source’s coordinates of shot by mean of acoustic waves. Electronics and Communications, 22 (1), 45–49. doi: http://doi.org/10.20535/2312-1807.2017.22.1.79761
  33. Solopii, I. A., Solonets, O. I., Hordiienko, Yu. O., Tkach, A. O. (2021). Determination of the Direction to the Enemy Firing Position by a Group of Sound Receivers on the Result of the Muzzle Blast Processing. Scientific Works of Kharkiv National Air Force University, 1 (67), 89–94. doi: http://doi.org/10.30748/zhups.2021.67.12
  34. Trunov, A. (2019). Diagnostic of Inflammation and Choice of Therapy’ Alternatives in Accordance with Several Standards. 2019 3rd International Conference on Advanced Information and Communications Technologies (AICT), 182–186. doi: http://doi.org/10.1109/aiact.2019.8847919
  35. Belozorov, Zh. O., Trunov, O. M. (2021). Kompiuterna prohrama. Signal_locator3.ino. Svidotstvo pro reiestratsiiu avtorskoho prava na tvir No. 108024. 20.09.2021.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-21

Як цитувати

Трунов, О. М., & Бєлозьоров, Ж. О. (2021). Підвищення якості безпровідного модуля моніторингу та спостереження звукових рядів розширеного призначення. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6(5 (114), 28–40. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.247658

Номер

Том 6 № 5 (114) (2021): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Alexandr Trunov, Zhan Byelozyorov

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.