Двадцатая международная конференция «СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА (Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений и объектов)»
XX.C.166
Разработка автономной самоорганизующейся датчиковой сети для наземного
мониторинга сельскохозяйственной засухи (на примере Алтайского края)
Романов Д.А. (1)
(1) Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, Россия
Сельскохозяйственные засухи, относящиеся к опасным природным явлениям,
возникают при количестве выпадающих атмосферных осадков ниже нормы и снижении
водообеспеченности территории. Для мониторинга сельскохозяйственных засух широко
используются наземные и дистанционные методы дистанционного зондирования. Для
уточнения и достоверности дистанционных методов является важным создание наземной
системы сбора и передачи информации о состоянии и физических характеристиках
подстилающей поверхности. Описание некоторых наземных систем сбора и обработки
информации приведено в [1-10].
В данной работе предложен подход к разработке автономной системы сбора и
передачи информации с потенциальной возможностью связи с низкоорбитальными
спутниками. Апробация данного подхода осуществлена на примере Алтайского края,
являющегося одним из стратегически важных аграрных регионов Российской
Федерации,
При проектировании и разработке систем мониторинга физических параметров
подстилающей поверхности исследована возможность увеличения автономности
системы. С целью оптимизации загруженности радиоканала предложен алгоритм
беспроводной маршрутизации трафика, наиболее оптимизированный под задачу
наземного мониторинга сельскохозяйственной засухи. Предложенная конструкция
датчика предусматривает возможность измерения градиентов влажности и температуры
почвы на глубину до 2 метров, что является важным для оценки глубины промерзания
почвенного покрова и влияния грунтовых вод, расположенных близко к поверхности
почвы. Для увеличения области покрытия и уменьшения нагрузки на датчиковую сеть в
местах с доступной сотовой связью предложено использование сотовых вышек и услуг
операторов сотовой связи. Исследованы проблемы организации связи с
низкоорбитальными спутниками и определены требования к параметрам антенн и
приемопередатчиков как для спутников, так и для наземных станций мониторинга.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-17-
20041, https://rscf.ru/project/22-17-20041/.
Ключевые слова: Датчиковая сеть; мониторинг засухи; беспроводная маршрутизация;
Литература:
- Toh C. K. Associativity-based routing for ad hoc mobile networks//Wireless
- Personal Communications. – 1997. – Т. 4. – №. 2. – С. 103-139.
- Dube R. et al. Signal stability-based adaptive routing (SSA) for ad hoc mobile
- networks //IEEE Personal communications. – 1997. – Т. 4. – №. 1. – С. 36-45.
- Pei G. et al. A wireless hierarchical routing protocol with group mobility//WCNC.
- IEEE Wireless Communications and Networking Conference (Cat. No.
- TH8466). – IEEE, 1999. – Т. 3. С. 1538-1542.
- Ko Y. B., Vaidya N. H. Location‐Aided Routing (LAR) in mobile ad hoc networks
- //Wireless networks. – 2000. – Т. 6. – №. 4. – С. 307-321.
- Johnson D. B. et al. DSR: The dynamic source routing protocol for multihop
- wireless ad hoc networks //Ad hoc networking. – 2001. – Т. 5. – №. 1. – С. 139-172
- Perkins C. E., Belding-Royer E. M., Das S. R. Ad hoc on-demand distance vector
- routing protocol //Feb2007. http://www. ietf. org/rfc/rfc3561. txt. – 2003.
- Takahashi M., Bandai M., Sasase I. Multilevel zone‐based hierarchical link state
- routing with location search technique applying hierarchical request for mobile ad
- hoc networks //Electronics and Communications in Japan (Part I: Communications).
- – 2005. – Т. 88. – №. 1. – С. 44-52.
- J. Tuominen, T. Lipping, V. Kuosmanen and R. Haapanen (2009). Remote Sensing
- of Forest Health, Geoscience and Remote Sensing, Pei-Gee Peter Ho (Ed.), ISBN:
- -953-307-003-2, InTech.
- Романов Д.А. Автономная система сбора, хранения и передачи данных для
- наземного мониторинга физических характеристик подстилающей
- поверхности //Материалы 18-й Всероссийской открытой конференции
- «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса».
- Электронный сборник материалов конференции. Институт космических
- исследований Российской академии наук. Москва, 2020.
- Романов Д.А., Рябинин И.В., Романов А.Н. Сезонные изменения температуры
- в стволе живого дерева (на примере сосны) // Современные проблемы
- дистанционного зондирования Земли из космоса. 2022. Т. 19. № 2. С. 142-154.
Презентация доклада
Видео доклада
Вопросы создания и использования приборов и систем для спутникового мониторинга состояния окружающей среды
140