Automatska konfiguracija distribuiranih mernih sistema korišćenjem elektronskih specifikacija senzora

Abstract

Savremeni merni sistemi se u novije vreme suočavaju sa sve većim izazovom da zadovolje rastuće potrebe za merenjem različitih fizičkih veličina uz korišćenje velikog broja senzora koji su često distribuirani na širokom geografskom prostoru. S obzirom na to da se za povezivanje senzora i aktuatora koristi veliki broj različitih mrežnih interfejsa i protokola, proizvođači i korisnici moraju uložiti izuzetan napor kako bi obezbedili odgovarajuću podršku za sve aktuelne mrežne interfejse. Sa druge strane, konfiguracija i održavanje složenih mernih sistema koji sadrže različite tipove i sisteme povezivanja senzora predstavlja skup i zahtevan proces, posebno ako se on sprovodi manuelno, imajući u vidu da je unošenje brojnih važnih parametara senzora dugotrajan proces a uz to i podložan greškama. Kao rešenje navedenog problema nameće se upotreba inteligentnih senzora, koji podržavaju Plug and Play koncept, čime bi se obezbedila automatizacija procesa povezivanja, konfiguracije i održavanja senzora. Uvođenjem Plug and Play koncepta za povezivanje senzora i aktuatora ostvarile bi se značajne uštede i omogućila potpuno automatizovana konfiguracija mernih i kontrolnih sistema. Imajući u vidu prednosti koje pruža upotreba mrežnih senzora i primena Plug and Play koncepta u njihovom povezivanju i konfigurisanju, organizacije za standardizaciju prepoznale su važnost ove tehnologije i predložile veći broj standarda u ovoj oblasti. Usvajanje i šira primena odgovarajućih standarda pomogli bi da se prevaziđu mnogi problemi vezani za kompatibilnost i interoperabilnost merne opreme različitih proizvođača. S obzirom da skup standarda IEEE 1451 predstavlja najprihvatljiviji okvir za mrežno povezivanje analognih pretvarača, u ovoj doktorskoj disertaciji detaljno su analizirane mogućnosti proširenja primene ove familije standarda u mrežnom povezivanju specifičnih klasa analognih senzora. Jedan od važnih rezultata predložene doktorske disertacije je doprinos uvođenju Plug and Play koncepta u oblast detekcije i monitoringa jonizujućeg zračenja. S obzirom da današnji sistemi za monitoring jonizujućeg zračenja ne koriste u potpunosti ovaj široko primenjivani koncept, posebna pažnja posvećena je primeni...

Modern measurement systems have the important task to meet growing demands for measuring the increasing number of different physical quantities, using a large number of sensors often distributed over a wide area. With the existence of a multitude of incompatible networks and protocols, development efforts required to support variety of sensor interfaces and network protocols are enormous for both sensor producers and users. On the other hand, configuration and maintenance of various sensor types in complex measurement systems, is a demanding and expensive task, especially if it is carried out manually, bearing in mind that writing a number of important parameters of the sensor is a time-consuming process and very susceptible to errors. Solution to this problem appeared in the form of smart sensors that enable Plug and Play concept and provide automation of the process of sensor connecting, configuration and maintenance. Introducing the Plug and Play concept to connect sensors and actuators would be quite useful in measurement and control systems that will lead to self-configuring and automatic system set-up. Numerous benefits offered by networked sensors and application of Plug and Play concept for connecting these sensors are recognized by organizations for standardization that gave proposals for a series of standards. Adoption and wider application of appropriate standards would help to overcome many compatibility issues and to solve problems related to the interoperability of transducers from different vendors. Since the IEEE 1451 standard represents the most appropriate framework for connecting analog transducers in the network, possibilities to extend the application of this family of standards in network connection of specific classes of analog sensors were analyzed in detail in this thesis. One important goal of this thesis is to advance the Plug and Play concept in the field of ionizing radiation monitoring. Unfortunately, today’s radiation monitoring systems use little or no Plug and Play technology at all. Therefore, special attention is paid to the implementation of the analog and quasi-digital radiation sensors compatible to IEEE 1451.4 standard that enable the automatic configuration of the monitoring network. The IEEE 1451.4 defines standard transducer type templates for the...