Презентация

1.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Тамбовский государственный технический университет»
Кафедра: «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем»
Разработка системы связи для мониторинга с
использованием беспилотных летательных аппаратов
Подготовил:
студент группы МИТ-231:
Милютин А.И.
Руководитель:
д.т.н., профессор Тютюник В.М.
Тамбов 2025

2.

Цели и задачи
2
Цель исследования: повысить эффективность управления роем БПЛА путём
совершенствования системы связи для мониторинга с помощью роя беспилотных
летательных аппаратов.
Задачи исследования:
1. Проанализировать современную отечественную и зарубежную литературу по
проектированию, управлению и организации связи между БПЛА и написать на этой
основе аналитический литературный обзор (глава 1).
2. Рассмотреть возможности и варианты систем связи при мониторинге ландшафта с
помощью различных БПЛА.
3. Модернизировать систему связи для мониторинга ландшафта с использованием
БПЛА с передатчиком и усилителем мощности для каждой антенны путём разработки
способа формирования и обработки сигналов с помощью технологии передачи цифровых
данных на большие расстояния с помощью эффекта «радиоволна» в каскадных таблицах
стилей CSS, совместно с низкоплотностным линейным кодом с проверкой чётности
(LDPC кодированием) для связи с БПЛА.
4. Осуществить компьютерное моделирование, разработать новый алгоритм
управления БПЛА и провести сравнительное экспериментальное исследование системы
связи для мониторинга ландшафта с использованием роя БПЛА, оценить его результаты.
5. Показать повышение эффективности системы связи с помощью разработанной
модернизации.

3.

Актуальность и научная новизна
3
Актуальность исследования обусловлена возрастающими с каждым годом
количеством стихийных бедствий, которые несут за собой огромные экологические,
социальные и финансовые затраты. Отсюда проявляется быстро растущий интерес к
основанным на «интернете вещей» (IoT) или «интернете всего» (IoE) системам
мониторинга окружающей среды (СМОС), которые могут обеспечить раннее
предупреждение, чтобы смягчить экономические и социальных последствий и повысить
устойчивость человечества к стихийным бедствиям. В обычных условиях IoT-устройства
измеряют сведения об окружающей среде и отправляют в центр управления данные о
трафике с низкой скоростью и с отсрочкой по времени. Таким образом, важно разработать
такую систему связи СМОС на базе IoT, чтобы она отвечала требованиям высокой
надёжности, помехоустойчивости, точности и низкой задержки при возникновении
чрезвычайной ситуации, что и составило цель данной работы
Научная новизна исследования:
1. Применён способ формирования и обработки сигналов в рамках технологии передачи
цифровых данных на большие расстояния, отличающийся введением технологии радиоволн
CSS, совместно с LDPC кодированием для связи с БПЛА.
2. Для повышения качества сетевой связи между БПЛА предложен алгоритм совместного
управления траекторией, распределением частот и маршрутизацией (СУТЧМ), который
отличается от трёх наиболее распространённых совмещением операций управления
траекторией, распределения частот и оптимизации маршрутизации (алгоритм СУТЧМ).
3. Проведена модернизация системы связи для мониторинга ландшафта с
использованием роя БПЛА с передатчиком и усилителем мощности для каждой антенны,
отличающаяся от известных тем, что для повышения качества связи использованы не одна, а
три колинеарные дипольные антенны серии ТС100 в форме треугольника для обеспечения
почти изотропного покрытия на базе стандарта IEEE 802.11.

4.

4
Беспилотные летательные аппараты для систем мониторинга окружающей среды на
основе интернета вещей

5.

Реализация связи между дронами и базовой станцией
Использование различных механизмов
связи с бпла
• Спутниковая связь
• Сотовая связь
• Беспроводные открытые и закрытые сети
Рисунок 1. Обобщённая схема реализации
коммуникационной технологии с помощью БПЛА: ИИ –
искусственный интеллект, МО – машинное обучение
5

6.

Алгоритм совместного управления траекторией,
распределением частот и маршрутизацией (СУТЧМ)
Алгоритм представляет собой комбинацию обучения с подкреплением,
прогнозирующего моделирования мобильности и адаптивного распределения
частот. Алгоритм определяет частоты динамически в зависимости от состояния
сети в реальном времени. Кроме того, это помогает в маршрутизации, выбирая
оптимальный путь с учётом постоянных соединений с низким
энергопотреблением. Следовательно, скорость доставки пакетов увеличивается, а
передача данных становится более надежной.
6

7.

7
Модель системы роя беспилотных
Формулы
летательных аппаратов при
2
2
2
использовании алгоритма