TURINYS

Elektrokardiogramų sintezatorius 5D. Augulis, RT 2/2 gr. Vadovas doc. V. MarozasKTU,Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

„Intelektualaus namo“ informacijos srautų apkrovos analizė 9T.Vasylius, RT 1/2gr. Vadovas doc.dr. A.ValinevičiusKTU,Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Mobiliojo ryšio sistemų sintezatorių pokyčiai 13R. Morkvėnas, VVEMU-4 gr. Vadovas doc. J SveikataKTU, Ekonomikos ir vadybos fakultetas

Duomenų srautų valdymo mechanizmas 18T. Stapušaitis, RT 1/2gr. Vadovas doktorantas A. BudnikasKTU,Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

MPEG-7 standartas 22D.Džiaugys, RT 1/1gr. Vadovas doc.dr. R.RindzevičiusKTU,Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

MPLS protokolo panaudojimas IP tinkluose 26A. Banytė, RM 3/3gr. P. Kievišas, RM 3/3gr. Vadovė dr. L. NarbutaitėKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Nuotolinis valdymas infraraudonaisiais spinduliais 29V. Ališauskaitė, IFK-2gr. Vadovas doc. J.SveikataKTU, Informatikos fakultetas

EKG monitoringo sistema 32N. Zableckis, RT 1/2 gr. Vadovas V. JuškaKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Vaizdo įrašinėjimo sistema 36R. Dvaranauskas, RT 1/1gr. Vadovas doc. J. SveikataKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

3

„PEER-TO-PEER“ ryšio aptikimas ir valdymas telekomunikacijų tinkluose 40G. Nečiūnas, RT 1/1gr. Vadovas V. Vijūnas KTU, Informatikos fakultetas

Gęstančio švytavimo proceso parametrų matavimas 45Saulius Jačėnas RM 3/2gr.Vadovas doc. D.GailiusKTU,Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Medžio drožlių plokščių paviršių kokybės diagnostikos metodų ir priemonių sukūrimas bei tyrimas 48Aivaras Stankevičius RM 3/2gr.Vadovas doc. V. DeksnysKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Temperatūros matavimo priemonių apžvalga 54P. Kuzas RR 1/1gr. Vadovas doc. D. GailiusKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Skaitmeninis fazių skirtumo matuoklis 58B. Šulcas RNR 2/1gr. Vadovai: doc. J Sveikata, D. MalinauskasKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Elektros tinklo įtampos pagrindinės harmonikos filtras 61R. Žakelis, D. Zviedrys RM 4/1gr. Vadovas prof. A.ČitavičiusKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

4

ELEKTROKARDIOGRAMŲ SINTEZATORIUS

D. Augulis RT 2/2gr. Vadovas doc. V. MarozasKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Įvadas

Elektrokardiograma – širdies veiklą atspindintis elektrinis signalas. Pirmieji kardiografai buvo sukurti daugiau nei prieš šimtą metų. Elektrokardiogramos (EKG) šiais laikais registruojamos moderniais elektrokardiografais. Tačiau labai svarbu, kad jie būtų teisingai suderinti ir sukalibruoti, nes net menki pokyčiai kardiogramos kreivėje (1 pav.) gali įtakoti klaidingą ligos diagnozę.

Bene paprasčiausias būdas teisingai sureguliuoti elektrokardiografą – paduoti jam žinomos formos EKG signalą ir patikrinti ar jis užfiksuoja jį nepakitusį. Šio darbo tikslas buvo panaudojant naujausias technologijas sukurti kompaktišką, lengvai valdomą bei šiuolaikinius standartus atitinkantį prietaisą, kuris sintezuotų norimos formos EKG signalą.

1 pav. Elektrokardiogramos signalo pavyzdys

Reikalavimų prietaisui suformulavimas

EKG sintezatorius turi būti skaitmeninis prietaisas, galintis išvesti į savo išėjimus daugiakanalį (3 EASI tipo kanalai) išanksto į prietaiso atmintį įrašytą realų EKG signalą. Taip pat prietaisas turi leisti vartotojo sąsajos pagalba nustatyti norimą pulso dažnį. Prietaisas turi būti lengvas, kompaktiškas, suvartojantis mažai energijos, maitinamas nepriklausomu maitinimo šaltiniu (iš baterijos).

Įgyvendinimo sąlygos

Darbui atlikti buvo skirta apytiksliai du mėnesiai laiko, dirbama KTU Biomedicininės inžinerijos institute. Norint pasiekti užsibrėžtą tikslą buvo būtina panaudoti naujausias technologijas ir geras elektronikos bei programavimo žinias. Lietuvoje dažnai neįmanoma rasti pirkti naujausių mikroschemų bei detalių, todėl labai padėjo galimybė atsisiųsti keletą nemokamų pavyzdžių iš “Analog Devices” bei “Texas Instruments”.

Struktūrinė schema ir veikimo principas

Pasiūlyta prietaiso struktūra pateikta 2 paveiksle:

5

2 pav. EKG sintezatoriaus struktūrinė schema.

Prietaiso širdis – mikroprocesorius MSP430F449. Tai TI kompanijos gaminys, pats galingiausias, sparčiausias ir turintis daugiausiai vidinės atminties mikrovaldiklis iš MSP430 “Ultra Low Power” procesorių šeimos. Maitinamas gali būti vos 1,8V įtampa, maksimalus taktinis dažnis 40 MHz, o dirbdamas 1MHz naudoja tik 250 A srovės. Šis procesorius palyginti brangus, o Lietuvoje prekyboje jo apskritai nėra. Iš TI buvo gauti du nemokami pavyzdžiai, kartu su maketavimo plokšte (Evaluation Board).

Antra pagal svarbumą dalis yra SAK keitiklis AD5328 miniatiūriniame TSSOP16 korpuse. Jis kaip pavyzdys buvo parsisiųstas iš “Analog Devices”. Tai 12 bitų, net 8 kanalus turintis SAK’as, su kontroleriu jungiamas 3 laidu SPI protokolu. Jam maitinti pakanka 3 V įtampos, tada jis naudoja tik 700 A srovės.

Trečia – atmintis, vieta, kur saugomas įrašytas EKG signalas. Tai yra 64 KB EEPROM atmintis AT24C512 mažame SO8 korpuse – ATMEL gaminys, pirktas Lietuvoje. Ji su kontroleriu jungiama vos 2 laidų I2C protokolu, o duomenų nuskaitymo greičio pakanka visiem 3 EKG signalo kanalam. Atminčiai maitinti taip pat užtenka vos 3 V įtampos, bet ji yra daugiausiai srovės naudojanti mikroschema šiame prietaise – apie 2 mA. Į šią atmintį telpa net 1 minutė tikro EKG signalo.

Operacinis stiprintuvas OP491 taip pat gautas iš “Analog Devices". Tai 4 mažatriukšmiai operaciniai viename SO14 korpuse. Maitinami +-3 V įtampa. Jie naudojami kaip išėjimo buferis – iš SAK’o gautas signalas kinta 0-1,23 V įtampos rėžyje, o EKG signalas turi būti +-1 mV.

Likusios mikroschemos atlieka pagalbines funkcijas: buferiai, atraminės įtampos šaltiniai, įtampos stabilizatoriai. Tačiau dėmesio verta yra prietaiso maitinimo schema. Prietaisui iš viso reikalingos 3 skirtingų dydžių įtampos: 3V bendrai sistemai, +-3 V operaciniui stiprintuvui ir 5V LCD displėjui. Buvo dvi galimybės – arba naudoti didelės įtampos akumuliatorių ir gauti didelius nuostolius, arba daryti sudėtingesnę schemą. Prietaisas yra maitinamas 3,6 V 350 mAh akumuliatoriumi. Reikiamos įtampos gaunamos taip pat iš “Analog Devices” parsiustų mikroschemų pagalba: 3 V – “low dropout” stabilizato-riumi ADP3338. Neigiama –3 V įtampa ir 5 V įtampa gaunamos kiek sudėtin-gesniu ir įdomesniu “charge pump” metodu. Tai dvi mikroschemos ADP3607

6

ir ADP3605, kurios abi dirba tuo pačiu “switched capacitor” principu. Jos taip pat gautos kaip nemokami pavyzdžiai.

Prietaiso veikimo principas

Kontroleris realiu laiku iš atminties I2C protokolu nuskaito EKG signalo skaimeninio kodo 12 bitų atskaitas ir siunčia jas SPI (Simple peripheral interface) protokolu į SAK keitiklį. SAK išėjime gaunamas 0 – 1,23 V analoginis signalas, kuris per varžinį daliklį paduodamas į išėjimo buferį (operacinį stiprintuvą). Čia paslenkamas nulio lygis ir gaunamas dvipoliarinis 1,23 mV amplitudės signalas. Kadangi signalas yra labai silpnas, išėjimo buferis ir daliklis yra gerai ekranuoti nuo skaitmeninės prietaiso dalies.

Programinė įranga

Programa mikrokontroleriui yra parašyta C programavimo kalba, naudojant “IAR Embedded Workbench for MSP430 V3” programinį paketą. Tai labai daug fukcijų turinti sistema – nuo teksto redaktoriaus iki realaus laiko procesoriaus darbo simuliavimo bei programos kodo optimizavimo. Parašytas programos kodas užima tik 6 kB atminties – išnaudota tik dešimtadalis turimo mikrovaldiklio vidinės atminties resursų.

EKG signalo skaitmeninis kodas – yra gautas realų žmogaus EKG signalą apdorojus “MatLab” programa ir šešioliktainiu pavidalu įrašius į EEPROM atmintį. Sintezatorius šiuo atžvilgiu yra tarsi grotuvas, kartojantis į atmintį įrašytą 10 sekundžių trukmės natūralų EKG signalą. Galutiniame prietaiso variante numatoma papildoma funkcija – EKG signalo sintezė panaudojant modelį IEEE transactions on biomedical engineering]. Ši funkcija įgalintų greitai ir lanksčiai keisti generuojamų signalų pasikartojimo periodą, amplitudę ir formą.

Skystųjų kristalų (LCD) ekrano meniu galima pasirinkti EKG signalo amplitudę, veikimo režimą bei perrašyti EEPROM atmintį.

Rezultatai

Prietaisas buvo kuriamas iteracijų metodu – atskirai maketuojant ir išbandant kiekvieną atskirą mazgą. Ant TI mikroprocesoriaus maketavimo plokštės uždėta pagaminta “dukterinė” montažinė plokštelė. Tai yra dvisluoks-nė ploštelė, pagaminta fotolitografijos būdu. Visos prietaiso detalės yra SMD montažo.

Vartotojo sąsaja paprasta – 4-rių eilučių po 16 simbolių LCD displėjus irketuri klavišai. Toks didelis ir palyginti daug energijos naudojantis LCD naudojamas tik prietaiso prototipe – galutiniam variante bus naudojamas mobiliojo telefono NOKIA 3310 grafinis LCD, kuris yra daug mažesnis bei

7

dirba nuo 2,7 V įtampos. Prietaiso prototipas naudoja 12 mA srovės iš 3,6 V akumuliatoriaus, ir nepertraukiamame režime gali dirbti iki 30 valandų.

3 pav. Bendras prietaiso prototipo vaizdasNumatomi tobulinimai.

Numatoma prietaisą patobulinti – pakeisti LCD displėjų į suvartojantį mažiau energijos, padaryti sąsają su SD atminties kortele bei viską surinkti į mažą dėžutę.

Išvados

Per šiek tiek daugiau nei mėnesį buvo suprojektuotas ir sukurtas veikiantis EKG sintezatoriaus prototipas – jo programinė bei aparatinė dalys. Šio prietaiso galutinis variantas bus tinkamas šiuolaikinių elektrokardiografų testavimui, bei kaip puikus pagalbininkas išbandant institute konstruojamus EKG jutiklius.

PadėkaStudentui Sauliui Daukantui už pagalbą bei patarimus sprendžiant įvairius

technologinius bei inžinerinius klausimus, autorius nuoširdžiai dėkoja.

Literatūra1. AD5328, ADP3605, ADP3607, OP491 datasheets, http://www.analog.com2. MSP430F449 datasheet, http://www.ti.com3. AT24C512 datasheet, http://www.atmel.com4. Patrick E. McSharry, Gari D. Clifford, Lionel Tarassenko, Leonard A. Smith „A

Dynamical Model for Generating Synthetic Electrocardiogram Signals „IEEE transactions on biomedical engineering“, vol.50, no.3, March 2003.

THE ELECTROCARDIOGRAM SIGNAL SYNTHESIZERThis study presents development of the electrocardiogram (ECG) signal synthe-

sizer. The ECG signal synthesizer can be employed to assess three channel ECG recor-ding devices (EASI type ECG monitors) and biomedical signal processing techniques which are used to compute clinical statistics from the ECG. The synthesizer consists of power efficient microcontroller, memory for storage of digital ECG signal, 3 channel DAC, output attenuators and buffers, LCD for control of the device. The present ver-sion of the device is able to store 10s long real ECG signal and play it in the loop. The next version of the devise will be modified with model based synthesis of ECG signal.

8

„INTELEKTUALAUS NAMO“ INFORMACIJOS SRAUTŲ APKROVOS ANALIZĖ

T.Vasylius, RT 1/2gr. Vadovas doc.dr. A.ValinevičiusKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Įvadas

Pastato automatizavimo terminas apima išplėstas kontrolės ir ryšių technologijas, jungiančias tarpusavyje pastato sistemas, kurios paprastai valdomos atskirai, – elektros tinklą, apsaugą nuo gaisro, vėdinimo ir oro kondicionavimo sistemą, liftus bei eskalatorius ir kt. Kad būtų efektyvesnė, pastato automatizavimo sistema visas šias mechanines ir elektrines sistemas turi valdyti iš vieno kontrolės pulto.

Tinklo technologijos apima paprastus namus, perduodamos, pavyzdžiui, telefoninių pokalbių signalus, televizijos programas, vaizdą iš apsaugos kamerų, įtaisų valdymo komandas. Taikydamos šias technologijas, elektros tiekimo įmonės gali nuotoliniu būdu valdyti energijos perdavimą individualiems namams ir automatiškai nuskaityti jų skaitiklių duomenis.

Pirmiausia namų tinklams galima priskirti tokius pastatus, kurie turi du ir daugiau kompiuterių. Fizinis šių tinklų pagrindas – telefono linija arba šiek tiek brangesnė 5 kategorijos vyta pora. Taip pat gali būti naudojamos elektros linijos arba bevielis 2,4 GHz nelicencijuojamas ryšys.

Pastato sistemų valdymas internetu

Naujos tinklų technologijos leidžia apjungti pastato sistemas, kurios paprastai būdavo valdomos atskirai. Mechaninių ir elektrinių pastato sistemų centralizuotas valdymas leidžia pasiekti didesnį efektyvumą–sumažint eksploatacines išlaidas bei užtikrinti didesnį komfortą gyventojams.Prijungus pastato tinklą plačiajuoste prieiga prie interneto, galima per nuotolį valdyti įvairias jo sistemas bei perduoti pranešimus atitinkamoms tarnyboms.

9

1 pav. „Intelektualaus pastato“ sistemos„Intelektualus pastatas“ suprantamas kaip vientisas kompleksas, kuriame

suderintai veikia įvairios automatinės sistemos: - energijos valdymas – šildymo, vedinimo, elektros sistemos, diagnos-

tika, skaitiklių duomenų automatinis nuskaitymas; - apsauga – apsaugos sitemos valdymas, pavojaus signalų ir pranešimų

perdavimas, video stebėjimas;- telemedicina – vaikų, senyvo amžiaus žmonių priežiūra;- pastato automatizavimas – įvairių jutiklių kontrolė, sistemų automa-

tinis valdymas.Pastato sistemų valdymo komandos, telefono skambučiai, televizijos

programos, vaizdo konferencijos gali pasiekti namus vienu ir tuo pačiu ryšio kanalu. Internetui populiarėjant, būtina sukurti infrastruktūrą, kuri leistų plačiajuosčiu ryšiu sujungti kuo daugiau norinčiųjų. Susijungimas telefono linija naudojant modemą duoda tik 56 kbit/s spartą, todėl diegiami alternatyvūs būdai įveikti „paskutinei myliai“ – keliems paskutiniams kilometrams, skiriantiems vartotojų kompiuterius nuo interneto magistralinio tinklo:

FTTH– šviesolaidinis tinklas iki vartotojo namų; ADSL – asimetriškas didelės spartos ryšys telefono linija; WLAN– plačiajuostis internetas bevieliu ryšiu; HFC– hibridinė šviesolaidžio ir bendraašio kabelio sistema Norint perduoti didelius duomenų srautus, geriausia naudoti šviesolai-

dinius tinklus. Tačiau tam reikalinga įranga, tinklų įrengimas brangiai kainuo-ja. Siekiant sumažinti prijungimo kainą bei mėnesinį mokestį vartotojui, buvo pradėti diegti vietiniai kompiuterių tinklai (LAN), vytos poros kabeliu sujungiantys keliuose skirtinguose pastatuose esančius kompiuterius.

Pastato tinklų technologijos

Didžiausia kliūtis įdiegti bei plėtoti pastato tinklą – reikalingos instalia-cijos trūkumas. Dauguma esamų gyvenamųjų namų neturi laisvų vytos poros laidų, o jas įrengti gali būti sunku ir brangu. Yra trys pagrindinės pastato tinklų kūrimo technologijos: tinklo sudarymas per telefono liniją, duomenų perda-vimas elektros laidais bei duomenų perdavimas bevieliu ryšiu.

10

1 lentelė. Technologijų palyginimasTelefono linijos Elektros linijos Bevielis ryšys

Pralaidumas 128 Mbps 14 Mbps 17 MbpsPrivalumai Didelis

pralaidumasElektros lizdai yra kiekvienam kambaryje

Mobilumas - nereikia laidų

Trūkumai Ne visur yra telefono laidai

Mažas pralaidumas

Pralaidumas priklauso nuo nuotolio, trukdžių

Panaudojimas Duomenims perduoti

Įtaisams valdyti Bevielis tinklas

Interneto poreikio augimas

Didėjant namų ūkių skaičiui, kurie turi kompiuterį, daugėja ir interneto vartotojų skaičius. Tai leidžia atpiginti interneto paslaugos kainas. Atisradus alternatyvaus, nei per telefono liniją, prisijungimo prie interneto poreikiui, vartotojai buvo jungiami radijo ryšio pagalba. Jei anksčiau paslaugos apsiribojo failų persiuntimu, tai laikui bėgant atsirado ir daugiau paslaugų, kurių teikimui reikalinga vis greitesnė interneto prieiga.

Duomenų srautas 1 vartotojui

0

100

200

300

400

500

600

700

800

1999

2000

2001

2002

01

2002

09

2003

03

2004

03

2004

04

2004

09

Data

kbit/

s

mėn. mokestis90Lt

mėn. mokestis60Lt

mėn. mokestis40Lt

mėn. mokestis25Lt

2 pav. Duomenų srauto, suteikiamo vienam vartotojui, augimas bei interneto paslaugų įkainių mažėjimas

Didėjant vartotojams teikiamų paslaugų skaičiui, perdavimo tinklų apkrautumo didėjimą lemia ne tik informacijos srautų didėjimas dėl vartotojų skaičiaus, bet ir atskirų vartotojų poreikiai.

Potinklio apkrautumo skaičiavimas

Buvo atsižvelgiama į vartotojų naudojamus servisus, bei į kiekvienam serviso tiekimo užtikrinimui reiklalingą duomenų perdavimo spartą.

Potinklio apkrautumas skaičiuojamas, pagal tai iš kur siunčiami duome-nys bei kokia galima maksimali duomenų perdavimo sparta. Maksimalią duo-menų perdavimo spartą riboja tik duomenų šaltinis ir tinklo apkrovimas. Didžiausia duomenų sparta reikalinga duomenų persiuntimui iš FTP serverių.

11

Užsiduodame, kad minimali vartotojus tenkinanti sparta – 5Mbit/s. Radijo stočių transliacijos priklausomai nuo suspaudimo laipsnio reikalauja 64 -128kbit/s spartos, o žaidžiant žaidimus tinkle, 64-94 kbit/s spartos. Maksimalią duomenų perdavimo spartą riboja ir vartotojo pasirinktas paslaugų planas. Siųlomi planai su tokiomis spartomis: 128 kbit/s, 256 kbit.s, 512 kbit/s. Imsi-me vidutinę duomenų siuntimo spartą iš interneto – 145 kbit/s.

Tinkle yra naudojamas 100 Mbit/s spartos perdavimo kanalas, kuris pa-dalinamas tinkle esantiems vartotojams. 372 vartotojai gali naudotis 5 Mbit/s perdavimos sparta; 458 – 4 Mbit/s; 594 – 3 Mbit/s; 845– 2 Mbit/s; 1463– 1Mbit/s (pavaizduota 3 pav.).

0200400600800

1000120014001600

Vartotojų skaičius, vnt.

1 2 3 4 5

Min sparta, Mbit.s

Minimalios spartos užtikrinimas

3 pav. Minimalios duomenų perdavimo spartos užtikrinimas vartotojams, besinaudo-jantiems 100 Mbit/s spartos perdavimo kanalu

Išvados

Pastato automatinio valdymo sistema – tai kompiuterio valdoma sistema, skirta kontroliuoti tokiems fizikiniams parametrams, kaip temperatūra, drėgmė, energijos suvartojimas ir pan.

Kai visos pastato mechaninės ir elektrinės sistemos valdomos iš vieno valdymo pulto, pasiekiamas didesnis jų darbo efektyvumas, o pastatai tampa patogesni bei jaukesni.

Pagrindinė kliūtis įdiegti bei plėtoti pastato tinklą – reikalingos insta-liacijos trūkumas, o įrengti naujus dažniausiai sunku ir brangu. Kita galimybė – duomenims perduoti panaudoti jau esamus tinklus – telefono, elektros linijas arba įdiegti bevielį tinklą.

Literatūra1. UAB „Dokeda“ interneto paslaugų įkainiai www.meganet.lt2. Building Automation (Material of Seminar), STMicroelectronics, 2004.3. Eidukas D., Kilius Š., Valinevičius A. Analysis of home information network

technologies // 9th Baltic Electronics Conference (October 3-6, 2004) Proceedings. ISBN 9985-59-462-2. Tallinn, Estonia, 2004. –P.83-86.

12

ANALYSIS OF INTERNET CUSTOMER’S REQUIREMENTS DYNAMICVarious services - telephone conversations, television programs, and commands

for controlling domestic electric appliances can reach your home by single communication channel. To be effective, any automation systems must enable all mechanical and electrical systems to work from a single building control point. As all systems connected into common network building owners can remotely monitor and tweak building function such as lighting, fire safety, security, heating and ventilation systems via the Web. When critical massages are transferred over network it is necessary to evaluate reliability of his components and choose optimal communication medium.

13

MOBILIOJO RYŠIO SISTEMŲ SINTEZATORIŲ POKYČIAI

R. Morkvėnas, VVEMU-4 gr. Vadovas doc. J. SveikataKTU, Ekonomikos ir vadybos fakultetas

Įvadas

PLL sintezatoriai nėra pakankamai greiti ir suderinami, dažnio žingsnis yra per didelis, realizavimas sunkesnis negu tiesioginės skaitmeninės sintezės (DDS). Skaitmeninė technologija pakeitė analogines realizacijas šiuolaikinėse siųstuvų/imtuvų architektūrose. Naujausias šios technologijos pasiekimas yra AD9956. Įrenginys susideda iš DDS ir PLL grandinių. Geriausios šitų technologijų savybės yra apjungiamos (2 pav.) [1,4,5].

1 lentelė. Skaitmeninių dažnio sintezatorių AD9956 ir AD9850 palyginimas

DDSAtraminio

generatoriausdažnis fclk

DACSkyriamoji geba (Bits)

Valdymo žodžio ilgis (bits)

Max leistina srovė

FS Iout

(mA nom)

Kaina* (1000-4999)

Triukšmo lygisdB

AD9850 125MHz 10 32 96mA 20 $12.00 -50>;<-85

AD9956 400MHz 14 48 n/a 10 $17.24 -50>; <-85

1 pav. AD9956 ir AD9850 išėjimo spektrinės charakteristikos. AD9956: 400 MSPS fclock, 40 MHz fOUT; ir AD9850: fclock = 125 MHz, fOUT = 41 MHz (pateikta Analog Device).

14

Didžiausias patobulėjimas per keletą metų yra tai, kad galima gauti mažesnį triukšmų lygį, aukštesniame dažnyje. Kaip pavyzdys pateiktas 1 pa-veikslas, kur sintezatorių išėjime ~ fOUT = 41 MHz. Taigi su AD9850 triukšmų lygis yra -54.818 dB ir su AD9956 triukšmų lygis yra -78.67 dB. Taigi page-rėjimas yra apie 24 dB, taip pat AD9956 atlieka daugiau funkcijų.

Su AD9956 inžinierius gali gauti fOUT = 200 MHz ir 62,5 MHz su AD9850, t.y. puse atraminio generatoriaus dažnio.

AD9956 ir AD9850 leistinas darbo temperatūrų diapazonas yra atitin-kamai nuo −40°C iki +125°C ir nuo –40°C iki +85°C.

AD9956 siūlo padidintą funkcionalumą ir sumažina kainą sistemų, kurios reikalauja fazės ir dažnio greito šokinėjimo ir didelės skiriamosios gebos RF dažniui. Šitos sistemos turi puikiai valdomą LO (vidinį) generatorių, radiolokacijos įrenginį, žemą atraminio generatoriaus dažnio paklaidą, pritaikomi dažnio ir fazės moduliacijoje. Yra mažesnio dydžio ir naudoja mažiau komponentų. Įrenginys sumažina sistemos kainą daugiau negu 20 % lyginant su tradiciškai suprojektuotų DDS ir PLL.

Kiti AD9956 privalumai: 14 – bit DAC (skaitmenininis – analoginis keitiklis) dirbantis prie auktešnio negu 400 MSPS ir 48 bitų žodžio dažnio valdymu (FTW). PLL technologija naudoja fazės dažnio detektorių su įėjimo dažnio padalinimu iki 200MHz (daliklis įėjime dirba daugiau negu su 655MHz) ir skaitmeninę kontrolę per krūvio kaupiklį. Įrenginys taip pat naudoja 655MHz CLM – metodą, PECL greitai prisitaikančią tvarkyklę su programiškai valdomu dažniu. AD9956 naudoja pažangią DDS technologiją, didelį vidinį greitį, aukštų charakteristikų DAC ir pažangią fazės dažnio detektoriaus/ krūvio kaupiklio kombinaciją, kuris, kada naudojamas su vidiniu VCO, duoda galimybę naudoti sintezę skaitmeniškai programuojamą, greitą dažnio šokinėjimą analoginiame išėjime sinusoidės formos daugiau negu 2,7GHz. AD9956 sukurtas aprūpinti greitu dažnio šokinėjimu ir puikia valdy-mo skiriamąją geba (48 – bitų dažnio valdymo žodis). Informacija į AD9956 yra užkraunama per nuoseklų I/O portą, kuris leidžia rašymo greitį 25 Mb/s [5].

2 pav. Dvigubo-generatoriaus konfigūracija

15

Eksperimentinis tiesioginės sintezės realizacijos AD9850 pagalba tyrimas

3 pav. Eksperimento struktūrinė schema

4 pav. AD9850 sintezatoriaus realizacija ir spektrinė charakteristika kada CLK IN= =24MHz fOUT =10 MHz

Duomenys į sintezatorių įkraunami per 40 – bit nuoseklų duomenų padavimą bendru portu. (4 pav.). Spektre matyti (4 pav.), kad kai AD9850 mikroschema dirba su 24 MHz atraminiu dažniu ir išėjimo dažnis yra nustatomas 10 MHz, triukšmų lygis siekia -65 dB. Prisimename, kad Analog Device specifikacijose apie AD9850 yra pasakyta, kad maksimalus triukšmų lygis šios mikroschemos turėtų būti -50 dB.

Taigi, kur reikalaujama mažiau negu -65 dB triukšmų lygis ir išėjime reikalingas 10 MHz dažnis patartina naudoti kitą sintezatorių. Kaip pavyzdys galėtų būti vienas iš naujesnių Analog Device produktų AD9956, jei sintezatorių kokybė svarbesnė komunikacijų sistemai, negu sistemos kaina. Tačiau montuojant sudėtingas sistemas AD9956 sintezatoriaus privalumai atsiperka ir netgi atpigina sistemą.

Komunikacijų sistemų parametrų patobulinimo įtaka jų kainai

Tyrimu siekiama nustatyti ar koreliuoja sintezatorių tobulinimai ir kaina, naudojant regresijos modelius ir programinį paketą „Statistica“. Tikslas tiriant nustatyti, kiek sintezatoriaus parametrų gerinimas lemia įrenginio kainą.

16

Sintezatoriaus kaina priklauso nuo svarbiausių parametrų kokybės ir pasiekimų, kurie yra pristatyti Analog Device puslapuje: www.analog.com. Darbe rasime priklausomybę tarp šešių kintamųjų (m) arba nustatysime, kaip DDS parametrų kokybės pagerinimas ir patobulinimas (Atraminis dažnis (MHz) (F_CLOCK), Skiriamoji geba (Bits) (RESOLUT), Valdymo žodžio ilgis (Bits), (TUNING_W), Maitinimo srovė I (max,mA ) (I_SUPPLY), Įtampos diapazonas (V) (COMPLIAN)))įtakoja sintezatoriaus kainą, su tikimybe α = =0,05 (6 pav.).

Regresijos lygties išraiška [5]:y=b0+b1x1+b2x2+b3x3+b4x4+b5x5+b6x6. (1)

5 pav. Duomenys paruošti DDS skaičiavimams su “Statistica“ programa

6 pav. Daugybinės regresijos rezultatai

Tyrimo rezultatai (Koreliacijos koeficientas (R) yra reikšmingas) patikrinti Fišerio (F) (2) ir Stjudento kriterijais (t) (3).

, (2)

l (3)

čia σr – koreliacijos koeficiento vidutinis kvadratinis nuokrypis.

17

Koreliacijos koeficientas Determinacijos koeficientas

Koreliacijos koeficientas parodo kokio stiprumo yra ryšys tarp sintezatorių parametrų ir kainos [2]. Tyrimas rodo, kad koreliacija (R) yra 84,7%. Tai reiškia, kad ryšys yra stiprus.

Determinacijos koeficientas (R2) parodo, kaip stipriai konkretus sintezatoriaus parametro patobulinimas pakelia sintezatoriaus kainą. Analog Device specifikacijose nurodoma, kad didžiausia įtaka sintezatorių kainoms integruojant juos į kitas sistemas yra maitinimo srovė ir triukšmų lygis [5].

Daugybinės regresijos koeficientas parodo, kad valdymo žodžio padidinimas, neturi didelės įtakos sintezatorių kainai, nes determinacijos koeficientas yra neigiamas –13 %. Kitų parametrų patobulinimai (atraminio dažnio , skiriamosios gebos ir maitinimo įtampos) turi svarią įtaką kainai (atitinkamai 50,1 %, 34,5 % ir 34,6 %). Tai reiškia, kad jei mes pabloginsime charakteristikas arba parametrus – tai prarasime atitinkamai 50,1 % 25,8 % ir 64 % sintezatoriaus vertės. Dviejų paskutinių parametrų tobulinimas (maiti-nimo srovės 65,5 % ir triukšmų lygio 78,7 %) reikalauja ypatingai aukštos kokybės ir lygio, nes jos yra svarbiausios sintezatoriams kada jie yra inte-gruojami į kitas sistemas.

Literatūra1. E. Ibenskis Dažnių sintezatoriai. Kaunas.: Technologija. 1994. – 87 p. ISBN

07129-6598-9.2. V. Bartosevičienė. Ekonominė Statistika. Mokomoji knyga. Kaunas.: Techno-

logija, 2003. – 98p.3. Chien C. Digital radio systems on a chip. Boston, Kluwer Academic Publishers,

2002. - 533 p. ISBN 0-7923-7260-3.4. http://www.sem.samsung.com 5. www.analog.com

CHANGES OF SYNTHESIZERS OF MOBILE COMMUNICATION SYSTEMSThe biggest changes is that we can get lower noise level with the upper

frequency. For example in the 3 figure is given ~fOUT = 41 MHz. So with AD9850 the noise level is –54,818 dB and with AD9956 the noise level is –78,67 dB. So improvement is about 24 dB besides AD9956 have more advantages.

The multiple criterion of regression shows that tuning word width improvement do not have so much influence for DDS price, because criterions of regression are negative –13 %. Other tree improvement of parameters (Supporting frequency, Resolution and Compliance Range) have enough influence to the price (respectively 50,1 %, 34,5 % and 34,6 %). It means that if we debasement parameter or characteristic we will loose respectively 50,1%, 25.8% and 64 % value of DDS. The last two improvement of parameters (I supply total 65,5 % and level of noise 78,7 %) require particularly high quality and level because they are most important for DDS when they are integrated to the other systems. Without that DDS don‘t have value.

18

HTB (HIERARCHICAL TOCKEN BUCKET) DUOMENŲ SRAUTŲ VALDYMO MECHANIZMAS

T. Stapušaitis, RT 1/2g. Vadovas dokt. A. BudnikasKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Įvadas

Vienam interneto vartotojui pradėjus siųsti didelius duomenų failus, bematant kyla kitų vartotojų nepasitenkinimas. Kai kurie administratoriai šią problemą bando spręsti drausdami naudotis tam tikrais interneto ištekliais (dažniausiai Peer-to-Peer (P2P) programomis, tačiau kartais draudžia naudotis ir File Transfer protocol (FTP)), ribodami siunčiamų duomenų kiekį ir blokuodami prasižengusių vartotojų prisijungimus. Tačiau vien draudimais gerų rezultatų nepasieksi, juolab dėl to gali sutrikti kitų interneto programų darbas.

Geresnis šios problemos sprendimo būdas – sudaryti duomenų srautų prioritetus. Gerai sutvarkytame tinkle vieni vartotojai galės nekliudomi naršyti internete, skaityti el. paštą, o kiti tuo metu siųsti dideles rinkmenas.

Norint teisingai padalinti ryšį, reikia turėti visavertį kelvedį, galintį valdyti duomenų srautus. 120 – 300 Lt kainuojantys įtaisai tam tikrai netinka, taigi teks arba už kelis tūkstančius įsigyti aparatinį kelvedį, arba 100 – 200 Lt kainuojantį kompiuterį ir į jį įdiegti „Linux“ ar kitą UNIX šeimos operacinę sistemą. Šiame straipsnyje aptarsime srautų valdymo galimybes naudojant maršrutizatorių su “Linux” operacine sistema (OS) turinčia hierachinį ryšio dalinimo mechanizmą HTB.

Srautų pasiskirstymo analizė

Srautų pasiskirstymo analizavimas ir jų teisingas paskirstymas vienas iš svarbiausių tinklo administratoriaus uždavinių, norint efektyviai valdyti tinklą. LITNET kaip ir kiekvienam Internet paslaugų tiekėjui aktuali problema yra atskirų prie šio tinklo prijungtų organizacijų siunčiamų duomenų srautų apskaita, informacijos srautų sudėtis ir kita su duomenų srautais susijusi informacija. Todėl yra tikslinga atlikti duomenų srautų analizę LITNET tinkle išsidėsčiuseme visoje Lietuvos Respublikos teritorijoje [3].

LITNET valdymo centre, šalia jau veikiančios srautų stebėjimo ir skaičiavimo sistemos pagrįstos SNMP (Simple Network Management Protocol) principu, buvo įdiegta „Netflow“ metodo pagrindu dirbanti tinklo duomenų srautų matavimo programa, kuri skaičiuoja informacijos srautus LITNET kompiuterių tinklo viduje ir išėjimo į Internetą taške [1].

19

Duomenų srautų analizė parodė, jog didžiąja dalį LITNET duomenų srautų sudaro Peer-to-Peer (P2P) daugialypės terpės programų, tokių kaip edonkey, kazaa, bittorent, soulseeker, srautai. Tuo tarpu, įprastoms interneto paslaugoms (HTTP, FTP) lieka mažesnioji dalis srauto.1 pav. Matome kaip pasiskirstę 10 populiariausių prievadų Lietuvoje, kuriuos naudoja skirtingos programos. Iš 1 pav. aiškiai matomas P2P prievadų dominavimas, kai tuo tarpu interneto puslapių naršymui skirtam prievadui (HTTP) telieka 10% viso duomenų srauto.

TOP 10 informacijos srautų pagal prievadus Lietuvoje (2004 sausio mėn.)

29%

10%

10%

1%2%1%2% 2%

28%

15%

e-donkey (4662) game (27015)http (80) SoulSeeker (2234)ftp (20) kazaa (1214)flex-lm (27005) cache (8080)bittorrent (6881) neveroffline (2614)

1 pav. Duomenų srautų pasiskirstymas Lietuvoje pagal prievadus [1]

Išeinančių iš LITNET tinklo duomenų srautai pagal prievadus (2004 sausio mėn.)

12%

38%

6%3%

22%

1%

18%

e-donkey httpftp GnutelaSoulSeek (2234) SMTPWinMx

2 pav. Išeinančių iš LITNET tinklo į Internetą srautų pasiskirstymas pagal prievadus (2004 sausio mėn.) [1]

Įvertinus atliktus LITNET srautų matavimus akivaizdžiai pastebimas P2P metodu dirbančių programų paplitimas. Norint efektyviau išnaudoti tarptautinį

20

duomenų perdavimo kanalą į Internet ir vietinius duomenų perdavimo kanalus reikia apriboti P2P architektūrą naudojančių programų srautus.

Duomenų srautų valdymas HTB

HTB (Hierarchical Tocken Bucket) – tai naujausia eilių sudarymo taisyklė Linux OS pagrindu dirbantiems maršrutizatoriams. Ji yra skirta paprastam ir tiksliam paketų valdymui. HTB buvo sukurtas kaip alternatyva Class Based Queuing (CBQ) [2]. HTB padeda valdyti išeinančio kanalo spartą. T. y. vienas fizinis kanalas gali būti suskaidytas į keletą lėtesnių virtualių kanalų, kuriais siunčiami skirtingų rūšių srautai. HTB dažniausiai taikomas perduodamų srautų ribojimui iki nustatytos spartos.

Norinti įgyvendinti srauto valdymo mechanizmą, turi būti apibrėžta ryšio paskirstymo struktūra ir atskiriems ryšiams priskirtas kanalo plotis. Paskirs-tymo struktūra apibrėžiama srautų klasėmis [6]. Srauto klase yra laikomas visų tinkle išsiunčiamų ir priimamų paketų poaibis, išskirtas pagal tam tikrą bendrą tai klasei požymį. Kadangi paketai tinklą pasiekia dinamiškai, srautų skirs-tymas į klases dar yra vadinamas filtravimu. Bet kuri klasė turėtų gauti jai skirtą kanalo plotį esant dideliam tinklo apkrautumui [5]. Iš kitos pusės, kai klasė neišnaudoja jai skirto kanalo pločio, neišnaudotas pralaidumas yra perskirstomas kitoms klasėms.

HTB paketai apdorojami pagal tokį algoritmą: pirmiausia yra išrenkami paketai, kurių perdavimo sparta nėra viršijama, tada jie yra perduodami pradedant nuo turinčių didžiausią prioritetą. Paketams su tokiu pat prioritetu yra naudojamas ciklinio išrinkimo (DRR) algoritmas. Kai visų paketų perdavimo sparta yra viršijama, visas ciklas yra kartojamas, tik kiekvienas paketas yra patikrinamas ar jis gali pasiskolinti srautą iš kitos klasės [4].

3 paveikslėlyje pavaizduota kaip vienas kanalas yra padalintas dviems organizacijoms ir namų vartotojų tinklui naudojant maršrutizatorių su “Linux” OS OS turinčia hierachinį ryšio dalinimo mechanizmą HTB. Kanalo maksimali priėmimo (download) sparta 800 kbps, o siuntimo (upload) 320 kbps. Kadangi namų vartotojų tinklo poreikiai didesni jiems skirta 400 kbps, organizacijoms skirta po 200 kbps viso kanalo pralaidumo. Visas namų vartotojų duomenų srautas suskirstytas pagal protokolus (P2P programų naudojamus protokolus, Http ir FTP). P2P duomenų srautas yra dalinai ribojamas nuo 12 val. iki 18 val. Ir yra visiškai ribojamas nuo 18 val. Iki 24 val. Be apribojimų P2P programomis naudojamasi nuo 24 val. iki 12 val. Organizacijų duomenų srautas yra suskirstytas į Http ir Ftp. Tokiu būdu organizavus srautų valdymą žymiai efektyviau išnaudojami tinklo resursai, pastebimai padidėja kitais protokolais perduodamų duomenų sparta.

21

3 pav. Kanalo dalinimo struktūra

Išvados

Tinkamai suplanuotas ir pritaikytas srautų valdymas leidžia efektyviai išnaudoti tinklo resursus ir sumažinti nuolat vykstančią kovą dėl šių resursų tarp atskirų vartotojų. Įdiegus šią sistemą ir apribojus P2P srautą, išauga kitais protokolais perduodamų duomenų sparta. P2P srauto siuntimo spartos ribojimas naudojamas, tik per „piko valandas“ t. y. kada Interneto ryšio apkrautumas yra maksimalus, o likusiu laiku apribojimai netaikomi.

HTB lyginant su kitomis QoS technologijomis (ypač CBQ) skiriasi tuo, jog žymiai tiksliau realizuoja srauto dalinimo ir skolinimosi technologijas.

Literatūra1. M. Mimienė, V. Januška. Duomenų srautų matavimo kompiuterių tinkluose

poreikiai ir galimybės // KTU Kaunas, 2004 m.2. R. Tuminauskas, J. Gečienė. Paketų srautų valdymo ir ribojimo galimybių tyri-

mas // KTU Kaunas, 2004 m.3. G. Nečiūnas „Peer-to-peer“ ryšio aptikimas ir valdymas

telekomunikacijų tink-luose. 4. http://www.rns-nis.co.yu/~mps/linux-tc.html Milan P. Stanic5. http://www.cs.helsinki.fi/u/jmanner/Courses/seminar_papers/packethandling.pdf 6. http://www.icir.org/floyd/talks/linktalk.pdf S. Floyd. Link-sharing and resource

management models for packet networks.

HTB (HIERARCHICAL TOCKEN BUCKET) Linux offers a very rich set of tools for managing and manipulating the

transmission of packets. Here is analyzing the HTB which helps you to control the use of the outbound bandwidth on a given link. HTB also allows you to use one physical link to simulate several slower links and to send different kinds of traffic on different simulated links.

22

MPEG-7 STANDARTAS

D. Džiaugys, RT 1/1gr. Vadovas doc.dr. R. RindzevičiusKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Įvadas

Šiais laikais yra prieinama prie vis daugiau audiovaizdinės informacijos, kuri gali būti gaunama iš daugelio įvairių šaltinių visame pasaulyje. Be to, yra daugybė žmonių, kurie nori pasinaudoti šia audiovaizdine informacija įvairiais tikslais. Tam, kad perduoti informaciją ir kad būtų racionaliai išnaudoti ryšio kanalai, reikalingas didelis ir kokybiškas vaizdo ir garso suspaudimas. Kitas labai svarbus dalykas yra informacijos paieška, t. y. greitas ir efektyvus multimedijos dokumentų ieškojimas arba informacijos filtravimas pagal vartotojo vartojamas užklausas. MPEG-7 (Moving Picture Experts Group) yra standartas, aprašantis multimedijos duomenų turinį ir išpildantis šiuos reikalavimus. MPEG-7 standarto sukūrimu nesistengiama visiškai pakeisti jo pirmtakų, t. y. MPEG-1, MPEG-2 ar MPEG-4. Šis standartas skirtas tam, kad suteikti papildomas funkcijas MPEG pirmtakams. MPEG-7 standartas pradėtas kurti 1998 m. pabaigoje, o baigtas 2001 m. viduryje.

MPEG-7 standarto struktūra

MPEG-7 apibūdinimas remiasi trim pagrindiniais komponentais: deskriptoriais (D), aprašymo schemomis (DS) ir aprašymo apibrėžimo kalba (DDL).

Deskriptorius (D). Tai tam tikros savybės, bruožo apibūdinimas. Deskriptorius apibrėžia

savybių apibūdinimo sintaksę ir semantiką. Pasinaudojant deskriptoriaus reikšme galima nustatyti atitinkamos savybės parametrus. Yra galimybė turėti keletą deskriptorių, norint išsamiai apibrėžti vieną savybę.

Deskriptoriaus schema (DS). MPEG-7 deskriptoriai yra apjungiami panaudojant deskriptorių schemas,

kurių pagalba yra nusakomas ryšys tarp jų komponentų, kur komponentais gali būti tiek deskriptoriai, tiek pačios jų schemos. Pavyzdžiui, aprašant filmą, deskriptoriaus schema galima apibrėžti scenų ir kadrų laiko struktūrą, kuri apimtų tekstūros deskriptorius scenos lygmenyje ir spalvos, judesio bei garso deskriptorius kadro lygmenyje.

Aprašymo apibrėžimo kalba (DDL). Galiausiai, MPEG-7 aprašymas, susidedantis iš deskriptorių (D) ir jų

schemų (DS) reikšmių, yra išreiškiamas panaudojant aprašymo apibrėžimo kalbą. DDL formos yra MPEG-7 standarto pagrindinė dalis. Ji suteikia tvirtą

23

aprašomąjį pagrindą, pagal kurį vartotojai gali kurti patys deskriptorių schemas ir deskriptorius. DDL nustato sintaksės taisykles, kuriomis išreiškia ir susieja deskriptorius ir jų schemas.

Šių visų išvardintų elementų suderinimas pavaizduotas (1 pav.).

1 pav. Informacijos paieška ir filtravimas

MPEG-7 video

MPEG-7 standartui priklausantys vaizdo aprašymo įrankiai susideda iš pagrindinės struktūros ir deskriptorių, kurie apima šiuos pagrindinius vaizdo požymius: spalvą, tekstūrą, figūrą, judesį, buvimo vietą ir veido atpažinimą. Kiekviena kategorija susideda iš elementarių ir sudėtingų deskriptorių. Yra iš viso penkios su vaizdu susiję pagrindinės struktūros: tinklelio schema, laiko suskirstymas, sudėtinis vaizdas, 2D erdvės koordinatės ir laiko interpoliacija. Kalbant apie deskriptorius būtina pažymėti, kad yra septyni spalvų deskriptoriai: spalvų erdvė, spalvų kvantizavimas, dominuojančios spalvos, gaminė spalva, spalvų išdėstymas, spalvos struktūra ir GoF/GoP spalva; trys tekstūros deskriptoriai: vienarūšė tekstūra, briaunų histograma, tekstūrų peržiūrėjimas; trys figūrų deskriptoriai: figūros sritis, figūros kontūras, 3D figūra; keturi judesio deskriptoriai: kino kameros judėjimas, judėjimo trajektorija, parametrinis judėjimas, judesio aktyvumas; du padėties nustatymo deskriptoriai: srities nustatymas, erdvės ir laiko nustatymas; ir paskutinis deskriptorius yra veido atpažinimo deskriptorius.

24

MPEG-7 audio

MPEG-7 audio sistema susideda iš žemo lygio įrankių, skirtų suteikti pagridą aukšto lygio audio pritaikymui. Žemo lygio audio deskriptoriai turi di-delę reikšmę charakterizuojant garsą. Iš viso yra septyniolika laikinių ir spektrinių deskriptorių (2 pav.), kurie gali būti daug kur pritaikyti. Jie gali būti suskirstyti į tokias stambesnes grupes:

pagrindiniai; pagrindiniai spektriniai; signalų parametrai; laikiniai tembriniai; tembriniai spektriniai; spektrinė bazė.Be to, labai paprastas, bet naudingas įrankis yra MPEG-7 tylos deskrip-

torius.

2 pav. Garso deskriptoriai (D)

Išvados

MPEG-7 standartas suteikia gausų standartizuotų įrankių rinkinį multimedijos turinio aprašymui. Šie įrankiai padeda sėkmingai aprašyti „ne tekstinę“, t. y. vaizdinę ir garsinę informaciją, kas leidžia vartotojams paprastai ir efektyviai ieškoti, žiūrinėti audiovaizdinę medžiagą ar filtruoti jiems

25

nereikalingą informaciją. Galima sakyti, kad šis standartas leidžia vykdyti audiovaizdinės informacijos paiešką visame pasaulyje.

Literatūra1. http://www.chiariglione.org/mpeg/standards/mpeg-7/mpeg-7.htm 2. http://www.umiacs.umd.edu/~gopal/Publications/ieee-cct.pdf 3. http://www.jtc1sc34.org/repository/0089ATT.pdf 4. Sadka, Abdul H. Commpressed video communications. Chichester, 2002. – 275 p.

ISBN 0-470-84312-8.

MPEG-7 STANDARDAn incommensurable amount of audiovisual information is becoming available in

digital form, in digital archives, on the World Wide Web, in broadcast datastreams and in personal and professional databases, and this amount is only growing. The value of information often depends on how easy it can be found, retrieved, accessed, filtered and managed. MPEG-7 is the standard, which offers a comprehensive set of audiovisual description tools to create descriptions, which will form the basis for applications enabling the needed effective and efficient access to audio and visual content. This standard focus on the descriptions of multimedia and their encoding. It allows to search for information or to filter of irrelevant and redundant data for the users.

26

MPLS PROTOKOLO PANAUDOJIMAS IP TINKLUOSE

A. Banytė, RM 3/3 gr., P. Kievišas, RM 3/3 gr. Vadovė doc. L. NarbutaitėKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Telekomunikacijų pasaulyje plečiasi duomenų perdavimo sritis. Todėl atsiranda naujų protokolų, galinčių atlikti daugiau funkcijų. Taikant juos dabar egzistuojančiuose tinkluose galima teikti efektyvesnes paslaugas vartotojams. MPLS technologijos funkcijos gali būti pritaikomos ir efektyvesniam resursų panaudojimui, ir naujoms paslaugoms teikti. MPLS (Multi-Protocol Label Switching) - duomenų perdavimo protokolas.

Tradiciniai IP tinklai yra sujungiami: kai yra gautas paketas, maršru-tizatorius nustato sekantį šuolį naudojantis IP adreso vieta. Maršrutizatoriai naudoja IP maršrutizavimo protokolus tokius kaip: OSPF, IS-IS, BGP, RIP ar statinę konfigūraciją, siekiant laikyti jų informaciją sinchronizuotą su pakeitimais tinkle.

MPLS taip pat naudoja IP adresus kartais v4 ar v6, norint indentifikuoti galinius taškus ir tarpinius komutatorius ar maršrutizatorius. MPLS padeda atitinkamai lengviau integruotis su tradiciniais IP tinklais.

Galime paminėti pagrindinius MPLS protokolo privalumus: MPLS paketų persiuntimas tinklu yra greitesnis lyginant su IP

paketais. Inkapsuliacija gali buti atliekama kelis kartus, todėl palaikomas kelių

lygių tuneliavimas. Greitas perdavimas tolimesniam mazgui. Antraštės paketo pradžioje, leidžia parinkti maršrutą aparatūriškai. MPLS protokolas padeda išspręsti srautų valdymo, srautų

prioritizavimo problemas.

Galime pažymėti šiuos trūkumus: Gali būti įdiegiamas tik maršruto parinkimo įrenginiuose ir negalima

kontroliuoti iš kompiuterio. Protokolas neturi mechanizmo, kuris tiksliai apskaičiuotų užduotą

pralaidumą ir tiksliai išskirtų resursus jam palaikyti. Sutrikus tinklui, kuri laiką perskaičiuojamas naujas LSP kelias, o

siunčiami duomenys tuo metu gali būti naikinami tinkle.

27

1 pav. MPLS tinklas

2 pav. MPLS paketo persiuntimas

28

Išvados

1. MPLS paketų persiuntimas tinklu yra greitesnis lyginant su IP paketais - dėka žymės kiekvienas tarpinis maršrutizatorius (routeris) neanalizuoja, kur reiktų siųsti paketą pagal galutinį adresą, maršrutizatorius matydamas visą paketui apspręstą kelią tiesiog persiunčia paketą sekančiam maršrutizatoriui aprašytame kelyje.

2. MPLS technologijos funkcijos gali būti pritaikomos ir efektyvesniam resursų panaudojimui, ir naujoms paslaugoms teikti.

3. MPLS maršrutizatorius apdorodomas skirtingus paketus pirma apdoros tuos paketus, kurių žymėje yra nurodytas aukštesnis prioritetas.

4. Paslaugų tiekėjui, turinčiam labai didelį tinklą, MPLS protokolas padeda išspręsti srautų valdymo, srautų prioritizavimo, skirtingų srautų klasių tinkle klausimus.

Literatūra1. “MPLS: more intresting than you think”, 2002.

http://www.nwfusion.com/research/2002/0506ilabmpls.html2. “What is it?”, 2003. http://www.dataconnection.com/mpls/whatis.htm3. “Multi-Protocol Label Switching”, 2003.

http://www.protocols.com/papers/mpls.htm4. “IP/MPLS”, 2003.

http://www.yenra.com/ip-mpls/5. “MPLS—Bringing IP Networks and Connection-Oriented Networks, 2000. 84-88

p.p. http://www.yenra.com/ip-mpls/6. “The Internet Protocol Journal”, 2001.

http://www.cisco.com/warp/public/759/ipj_4-3/ipj_4-3_mpls.html7. MPLS VPN Carrier Supporting Carrier, 2002. 60 p.

MPLS PROTOCOL BRINGING IP NETWORKSMulti-Protocol Label Switching (MPLS) defines a mechanism for packet

forwarding in network routers. It was originally developed to provide faster packet forwarding than traditional IP routing, although improvements in router hardware have reduced the importance of speed in packet fowarding. However, the flexibility of MPLS has led to it becoming the default way for modern networks to achieve Quality of Service (QoS), next generation VPN services, and optical signaling.

MPLS works by tagging packets with an identifier (a label) to distinguish the LSPs. When a packet is received, the router uses this label (and sometimes also the link over which it was received) to identify the LSP. It then looks up the LSP in its own forwarding table to determine the best link over which to forward the packet, and the label to use on this next hop.

29

NUOTOLINIS VALDYMAS INFRARAUDONAISIAIS SPINDULIAIS

V. Ališauskaitė, IFK-2 gr. Vadovas doc. J. SveikataKTU, Informatikos fakultetas

Įvadas

Nuotolinio valdymo pultas pulsuoja tik tam tikro dažnio infraraudo-nuosius (IR) spindulius. Su šiuo dažniu (dažniausiai 36 kHz – 38 kHz) suderinamas TV, VCR ar stereo infraraudonųjų spindulių gaviklis ir ignoruojami visi kiti iš aplinkos gaunami IR. Jei perduodamas loginis “1”, diodo išspinduliuota infraraudonoji šviesa pulsuoja 36 tūkst. kartų per sekundę, jei perduodamas loginis “0” - nepulsuoja.

Impulsiniai šaltiniai

Sukurti 36 kHz pulsavimą gana paprasta. Daug sudėtingiau yra priimti ir identifikuoti šį dažnį. Todėl gaminami infraraudonųjų spindulių gavikliai su filtrais, dekodavimo mikroschemomis ir išveties modeliavimu, kurie sukuria kvadratines 36 kHz bangas.

27 µs periodo (1 pav.) impulsinis signalas paduotas į tranzistoriaus bazę, gali priversti infraraudonųjų spindulių šaltinį – diodą siųsti pulsuojančią šviesos bangą. Jai esant, imtuvas perjungs savo išvestį į aukštą lygį (+5 V).

1 pav. 36 kHz bangos siųstuvas

Signalo perdavimas bitų lygyje

Kiekvieną kartą paspaudus nuotolinio valdymo mygtuką, jis išsiunčia 14 bitų eile (2 pav.), bito laikas 1,728 ms. Jei mygtukas laikomas paspaustas, visa eilė pasikartoja kas 130 sekundžių.

30

Kiekvienas bitas padalintas į dvi dalis. Kairioji ir dešinioji dalys turi skirtingus lygmenis. Jei perduodamas bitas yra vienetas (1), kairioji pusė yra nulis, o dešinioji – vienetas. Jei perduodamas bitas yra nulis (0), jo kairioji pusė yra vienetas, o dešinioji – nulis. Tai reiškia, kad antroji bito pusė iš tiktųjų turi tą pačią reikšmę, kaip ir išsiunčiamas bitas. Kaip parodyta 2 pav., kai įjungta, r išsiunčiamas bitas =1(dešinioji bito dalis yra vienetas). Bitų reikšmės pateikiamos 1 lentelėje.

2 pav. IR siųstuvo išsiunčiamoji 14 bitų eilė

1 lentelė. Bitų reikšmės

Bitai AGC CHK ADDRESS COMMAND

Paskirtis

IR gaviklio automatinės kontrolės nustaymas

Būsenos apvertimas

Prietaiso, kuris turėtų vykdyti KOMMAND bitus, identifi-kavimas

KOMMAND informacijos į prie-taisą, pasirinktą ADRESO bitais,perdavimas

Praktinis taikymas

Infraraudonaisiais spinduliais pagrįstą nuotolinį valdymą galima pritai-kyti programos Power Point valdymui prezentacijų metu. Tam naudojamas IR detektorius (3 pav.), kuris prie kompiuterio jungiamas per COM prievadą.

3 pav. IR detektoriaus jungimo prie COM prievado schema

Reikalinga įtampa gaunama iš COM prievado, todėl nereikia papildomo maitinimo. Sukonstruotą prietaisą reikia užprogramuoti, kad nuotolinio valdy-

31

mo pultas galėtų valdyti kompiuterio programą (pvz. Power Piont). Tam gali-ma naudoti programą Girder, turinčią IgorPlug.dll (4 pav.). Infraraudonųjų spindulių signalui sugeneruojamas kodas, kurio reikšmė susiejama su norimos valdyti programos funkcija.

4 pav. Programos “Girder” langas

Literatūra1. http://www.elektronika.lt2. http://www.ustr.net/infrared/infrared1.shtml

INFRARED REMOTE CONTROLRemote controls use the 36 kHz to transmit information. Each transmited bit is

devided in two halves, the second half of the bit has the same meaning as the bit to be transmitted When a button of the remote control is pressed, it sends a row of 14 bits. The bits of the row are devided in 4 parts and have special meanings and functions. A remote control is used for TV, VCR, audio, computer programs (e.g. Power Point). The difficulty of constructing a remote control is in receiving and identifying the waves.

32

EKG MONITORINGO SITEMA

N. Zableckis, RT 1/2 gr. Konsultantas Gintautas Balčiūnas, RM 3/2 gr.KTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Įvadas

Elektrokardiograma (EKG) suteikia daug informacijos apie širdies veikimą, jos sutrikimus, bei kai kurias ligas. Geresnė elektrokardiogramos analizė leidžia tiksliau diagnozuoti širdies ligas ir prognozuoti jų eigą, nustatyti tikimybę žmogui susirgti tam tikra liga. Vis daugiau atsiranda kardiologinių telekonsultacinių sistemų, į kurias įsijungia nauji vartotojai; kuriamos įvairios duomenų bazės, saugančios ir galinčios pateikti tikslią informaciją apie pacientą. Todėl, elektrinių širdies signalų registravimas yra itin svarbus šių dienų medicinoje.

Sistemos veikimo principas

1 pav. Bendra EKG telemonitoringo schema

Aprašomos sistemos pagrindą sudaro diferencialinis stiprintuvas, analoginis/skaitmeninis keitiklis, RS232 sąsajos adapteris ir programinė įranga. Diferencialinis stiprintuvas sumontuotas, panaudojant mažų savųjų triukšmų kompanijos Analog Devices operacinius stiprintuvus. Analoginis ir skaitmeninis keitiklis ir RS232 adapteris sumontuoti naudojant minimalią elementų bazę siekiant užtikrinti mažą gaminio kainą ir nedidelius prietaiso matmenis. Monitoringo programa pilnai veikia tiek su stacionariu PC tiek ir su nešiojamu kompiuteriu. Atsižvelgiant į įvairius pasiūlymus ir galutinę gaminio

33

paskirtį ji gali būti pritaikyta automatiškai įvertinti elektrokardiogramos ritmą o atsiradus nepageidautiniems pakitimams apie tai informuoti pacientą ir duomenis siųsti gydytojui.

Konstrukcijos ypatumai

Pirmoji problema, su kuria susiduriama, tai, kad širdies signalo amplitude labai nedidelė (0,5 – 4 mV). Toks signalas yra lengvai iškraipomas pašalinių trukdžių (elektros tinklo, įvairių buitinių prietaisų ir pan.). Todėl lemiamą įtaką galutinio signalo kokybei turi elektrodai. Svarbu, kad elektrodų kontaktai turėtų gerą elektrinį laidumą (paprastai būna padengti sidabru), nesudaryti su oda galvaninio elemento; laidai, jungiantys elektrodus su pradiniu stiprintuvu turi būti kiek galint trumpesni ir gerai ekranuoti.

Pradinis stiprintuvas taip pat turi turėti geras stiprinimo charakteristikas, bei įnešti kiek galint mažesnius papildomus iškraipymus. Todėl buvo pasirinktas mažatriukšmis (0,28 V p-p, prie 0,1 Hz – 10 Hz) instrumentinis stiprintuvas.

2 pav. EKG stiprintuvo principinė schema

Tam, kad apsaugoti stiprintuvą nuo statinio elektros krūvio, schemoje panaudoti diodai, kurie riboja įtampą prieš stiprintuvo įėjimą.

Tačiau, kad ir kokie kokybiški elektrodai ir stiprintuvas bebūtų, reikia įvertinti ir tai, kad žmogus taipogi yra laidininkas ir tuo pat metu savotiška „antena“, kuri priima įvairias elektromagnetines bangas. Tuo tarpu naudingo EKG signalo juostos plotis 0,1 – 250 Hz (standartinio klinikinio elektrokar-diografo juosta 0,05 – 100 Hz). Darbe panaudotas žemo dažnio filtras, kurio juosta 0,1 – 50 Hz.

34

3 pav. Žemo dažnio filtras

Praktiškai tokio filtro naudingumą matome 4 pav.

a) b)

4 pav. EKG signalas: a) nenaudojant filtro; b) panaudojus filtrą

Toliau EKG signalas yra diskretizuojamas, ir per RS232 sąsają siunčiamas į kompiuterį. Tam, kad signalas būtų atvaizduotas kokybiškai, diskretizacijos dažnis turi būti ne mažesnis nei 300 Hz per sekundę. Tam buvo panaudotas mikrovaldiklis ATmega 8, turintis 10 bitų analoginį/skaitmeninį keitiklį, bei programuojamą USART (The Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter). Šis sprendimas leido sumažinti bendrą stiprintuvo dydį, bei kainą.

Kompiuterinė programa

Programa, parašyta kompiuteriui, pasižymi paprastumu ir leidžia signalą atvaizduoti grafiškai, bei išsaugoti duomenis. Atskirais atvejais jos funkcijos gali būti praplėstos skaitmeninio signalo filtravimo algoritmu, duomenų apie pacientus baze, EKG signalo analize ir pan.. Tačiau visos šios papildomos funkcijos apsprendžia programos dydį, kuris turėtų svarų minusą, naudojant ją PDA ar Pocket PC tipo kompiuteriuose. Todėl buvo pasirinktas paprastesnis programos variantas.

35

5 pav. Bendras programos vaizdas

Išvados

Kompiuterinių ir informacinių technologijų atsiradimas suteikė naujų galimybių diagnozuojant širdies ligas. Laiku pastebėti širdies sutrikimai gali užkirsti kelią sunkesniems ligos padariniams ar net išgelbėti gyvybę. Aprašoma sistema užtikrintų lankstesnį pacientų aptarnavimą, kartu sutaupant tiek gydytojo, tiek ir ligonio laiką.

Literatūra1. J. C. Lin. “Applying telecommunication technology to health-care delivery.” IEEE

Eng. Med. Biol. Mag., vol. 18, no. 4, pp.28-31, Jul./Aug. 1999.2. http://lina.ee.ntu.edu.tw/course/ 3. www.biomed.mtu.edu.au/osoykan/classes/be304/week3/week3.htm 4. www.analog.com

A PC BASED ECG TELE-MONITORING SYSTEMThe prototype of the PC based ECG monitor has been developed and tested.

Combined with a GSM and GPS module, the monitoring device can be converted into an emergency care system. There would be a lot of use for this product in a hospital or other areas where constant health monitoring is needed. Hardware/Software design for biomedical needs.

36

VAIZDO ĮRAŠINĖJIMO SISTEMA

R. Dvaranauskas, RT 1/1 gr. Vadovas doc. J. SveikataKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Įvadas

Egzistuoja daugybė patalpų apsaugos sistemų, kurių pagalba yra stebimos saugomos teritorijos [1-3]. Tačiau daugelis jų įrašinėja video kameros fiksuojamą vaizdą net ir tuomet, kai saugoma teritorija yra tuščia, todėl neefektyviai yra išnaudojama vaizdo saugojimo įrenginio atmintis. Siekiant efektyviau išnaudoti atmintį yra sukurta ši vaizdo įrašinėjimo sistema. Panaudojant šią sistemą vaizdas yra įrašinėjamas tik saugomoje teritorijoje užfiksavus judesį, nurodant įrašinėjimo pradžios datą ir tikslų laiką. Taigi, šios sistemos pagalba taupoma saugojimo įrenginio atmintis ir tiksliai fiksuojamas judesio daviklio suveikimo laikas.

Sistemos veikimo principas

1 pav. Sistemos funkcinė schema

Vaizdo įrašinėjimo sistemos funkcinė schema pateikta 1 paveiksle. Judesio daviklis fiksuoja visus judesius esančius saugojamoje patalpoje ar teritorijoje. Suveikus judesio davikliui įjungiamas 1 jungiklis, kuris sujungia grandinę ir per ją į laiko relę paduodama įtampa. Atsiradus įtampai grandinėje laiko relė išduoda signalą, kuris įjungia 2 jungiklį. Įsijungus šiam jungikliui perduodama komanda pradėti įrašinėti video kameros fiksuojamą vaizdą, t. y. suformuojamas IR kodas, kuris per IR įrenginį perduodamas į kompiuterį, kuris priėmęs šį kodą atpažįsta jį ir atlieka jam priskirtą komandą, t. y. sukuria naują

37

video failą, kurio pavadinimas yra data ir tikslus failo sukūrimo laikas (pvz., 20050211–132416) ir jame išsaugo vaizdą gautą iš video kameros. Šiame faile yra išsaugomas 1 minutės trukmės kameros fiksuojamas vaizdas. Jei baigus įrašinėti vaizdą (po 1 min.) saugomoje teritorijoje vis dar fiksuojamas judesys, tai visi aprašyti veiksmai kartojami iš naujo. Vaizdo įrašinėjimo ir laiko relės išduodamo signalo trukmes galimą keisti.

Naudojant šią sistemą išlieka galimybė nuolatos stebėti saugomą teritoriją.

Charakteristikos

Gaminant šią vaizdo įrašinėjimo sistemą galima naudoti bet kokį judesio daviklį. Šiuo atveju buvo panaudotas F4001 (Far East Lamp & Ornaments General Company, Cixi, Kinija) judesio daviklis. Matomas plotas gali būti modifikuotas iki 600 horizontaliai ir 300 vertikaliai. Reguliuodami horizontaliai galima pakreipti nuolatinį 1200 matomą detektoriaus plotą į kairę ar į dešinę. Reguliuodami vertikaliai galite padidinti ar sumažinti matomą plotą. 1 lentelėje pateiktos dviejų tipų IR judesio detektorių charakteristikos.

1 lentelė. IR detektorių charakteristikos

IR detektoriaus modelis Maitinimas Jautrumokampas

Matomasplotas, m

F4001 220 V-240 V, 50 Hz 1200 12

HAM1011 22 0V-240 V, 50 Hz 600 8

Palyginus F4001 ir HAM1011 charakteristikas nustatyta, kad F4001 detektorius yra pranašesnis, todėl jis panaudotas kuriant šią sistemą.

Šioje sistemoje panaudota „Finder“ 81.01 laiko relė, nes jos impulso intervalas yra mažesnis, todėl lengviau nustatyti tikslią impulso trukmę. Trijų skirtingų modelių laiko relių charakteristikos pateiktos 2 lentelėje.

2 lentelė. Laiko relių charakteristikosLaiko relės

modelis Maitinimas Darbotemperatūra

Impulso trukmė

Finder 81,01 (12 230) V, 50/60 Hz (-10 +50) s 0,1s 10 h

H3DS - SL (24 230) V, 50/60 Hz (-10 +55) s 0,1s 120 h

04702 Rex 800 230 V, 50/60 Hz (-10 +55) s (0,5 10) min

38

Įrašinėjimo pradžios komandai formuoti panaudotas Philips nuotolinio valdymo pultas, kuris išduoda 36 kHz IR kodą (300 C). IR imtuvui pagaminti panaudota kompiuterio valdymo su IR per COM prievadą schema (3 pav.) [1].

3 pav. PC valdymas per COM prievadą

Šio įrenginio veikimui reikalingą programinę įrangą galima rasti internete [2].

Video kameros fiksuojamas vaizdas įrašomas į kompiuterį, todėl yra reikalinga plokštė su video įėjimu. Kaip analogas tokiai plokštei yra panaudotas „Pixelview“ TV Tuner‘is. Taip pat gali būti naudojamos bet kokios patalpų apsaugai skirtos video kameros. Gaminant šią sistemą buvo panaudota YK–3028D analoginė TVCCD-30MP video kamera. Išėjimo signalas – tai CCIR signalas. Ši video kamera yra nespalvoto vaizdo, todėl panaudojus IR spindulių apšvietimą galima fiksuoti vaizdą neapšviestoje patalpoje. Detalesnės šios ir kitų kamerų charakteristikos pateiktos 3 lentelėje [3].

3 lentelė. Video kamerų charakteristikosCharakteristikos TVCCD-24M TVCCD-30MP TVCCD-30Sensorius CMOS, 1/3“ CCD, 1/3“ CCD, 1/3“Pikselių sk. 384(H)x287(V) 512(H)x582(V) 512(H)x582(V)Jautrumas 0,5 liukso 1 liuksas 0,1 liuksoKampas 92,50 900 920

Signalas ir triukšmas >45 dB >45 dB >45 dBMaitinimas 12 V 12 V 12 VTemperatūra (0 40) 0C (0 40) 0C (0 40) 0CMatmenys 24x24x27 mm 32x32x19 mm 35x35x30 mm

Išvados

Kuriant šią vaizdo įrašinėjimo sistemą buvo stengiamasi panaudoti paprasčiausias technologijas, kurios leistų lengvai pasigaminti šią sistemą namuose ir sėkmingai pritaikyti savo buityje. Siekiant išlaikyti tinkamą balansą

39

tarp kainos ir kokybės buvo atlikta rinkos siūlomų įrenginių charakteristikų analizė, kurios rezultatai atsispindi pateiktose lentelėse. Remiantis šiose lentelėse pateiktomis charakteristikomis buvo padarytos tokios išvados:1. geresnę vaizdo kokybę užtikrina video kameros naudojančios CCD

technologiją;2. video kameros jautrumas turi būti kuo didesnis, nes geriausią vaizdą

užtikrino 1 liukso TVCCD-30MP video kamera;3. pasirenkant laiko relę didžiausią įtaką turėjo reikiamos impulso trukmės

dydis;4. naudojant šią sistemą labai svarbūs tokie parametrai, kaip jautrumo

kampas ir matomas plotas, todėl buvo pasirinktas F4001 detektorius.

Literatūra1. http://www.elektronika.lt2. http://slydiman.compass.com.ru/eng/control/index.htm 3. Elfa. Jarfalla, 2004. 2137 p. ISBN 91-88032-47-7.

SYSTEM OF VIDEO RECORDINGMany security systems recording video from video camera all time, so a memory

of the storage device is not used effectively. This system allows using memory of the storage device effectively and it can to sophisticate your home security system.

40

„PEER-TO-PEER“ RYŠIO APTIKIMAS IR VALDYMAS TELEKOMUNIKACIJŲ TINKLUOSE

G. Nečiūnas, IFG-1 gr. Vadovas V. VijūnasKTU, Informatikos fakultetas

Įvadas

„Peer-to-peer“ (P2P) ryšys yra labai prieštaringai vertinama tema. Nors P2P ryšys dar yra pakankamai jauna technologija, tačiau jau spėjo sukelti daug dviprasmiškų diskusijų. Vieni ekspertai teigia, jog tai labai perspektyvi duomenų perdavimo technologija Internetu, kiti mano, kad P2P tai tik dar viena terpė nelegaliems duomenų mainams. Tačiau abejones turėtų prasklaidyti jau sėkmingai veikiantys ir populiarūs projektai, veikiantys vien P2P ryšio pagalba, dėl kurių naudos nekyla abejonių. Vienas iš jų, projektas SETI@home, skirtas svetimų civilizacijų paieškai ieškoti kosmoso erdvėje, pasitelkiant nutolusius kompiuterinius resursus [1].

P2P srautų analizė Lietuvoje

Lietuvoje, taip pat, cirkuliuoja P2P ryšio srautai. Norint sužinoti ar aktuali srautų valdymo problema mūsų tinkluose, būtina atlikti P2P srautų pasiskirstymo tyrimą. Aktyviausiai Internetu naudojasi akademinė visuomenė, todėl tikslingiausia atlikti analizę akademiniame LITNET tinklų valdymo centre.

Stebint srautus LITNET kompiuterių tinklo viduje, pastebima tendencija, kad didžiąją informacijos srautų dalį, šalia įprastų Interneto paslaugų (HTTP, FTP), sudaro populiarūs daugialypės terpės programų (edonkey, kazaa, bittorrent ir kt.) srautai. Skirtingai nei dauguma Interneto paslaugų, naudojančių „klientas – tarnybinė stotis“ architektūrą, šios paslaugos naudoja lygiaverčių darbo stočių architektūrą „Peer-to-Peer“.

1 pav. matome pasiskirsčiusius 10 populiariausių prievadų Lietuvoje, kuriuos naudoja skirtingos programos. Matome, jog Interneto puslapių naršymui skirtu prievadu (HTTP) praeina tik 10 % bendro informacijos srauto, o likusią didžiąją dalį sunaudoja P2P srautas [3].

2 pav. pavaizduotas duomenų srautų iš LITNET į Interneto tinklą, pasiskirstymas pagal prievadus [3]. Šiuo atveju 66 % srauto sudaro P2P programų eMule ir eDonkey programų generuojami srautai. Palyginus 2004 m. Sausio mėn. duomenų srautų sudėtį su matavimais darytais 2003 gegužės mėn., galima teigti, kad P2P ryšiu perduodamų duomenų srautas žymiai išaugo, pralenkdamas buvusias populiariausias tinklo paslaugas HTTP ir FTP.

41

1 pav. Duomenų srautų pasiskirstymas pagal populiariausius prievadus Lietuvoje

2 pav. Išeinančių iš LITNET tinklo į Internetą duomenų srautų pasiskirstymas pagal prievadus

Indianos universiteto „Abilene“ tinklą savo prigimtimi galima laikyti panašiu į LITNET kompiuterių tinklą. „Abilene“ tinkle P2P ryšys sudaro žymiai didesnę dalį duomenų srauto nei HTTP ar FTP (NNTP – 30 %, Bittorret – 4 %, E-Donkey – 2 %, FTP-2 %, HTTP- 0,9 %, SNTP – 0,4 %) [3].

Informacinių technologijų specialistai teigia, kad apie 70 % Interneto duomenų srauto sudaro būtent P2P programų siunčiami duomenys [3].

Įvertinus atliktus LITNET srautų matavimus akivaizdžiai stebimas P2P metodu dirbančių programų paplitimas. Norint efektyviau išnaudoti tarptautinį duomenų perdavimo kanalą į Interneto ir vietinius duomenų perdavimo kanalus, reikia apriboti P2P architektūrą naudojančių programų srautus. Būtina išstudijuoti P2P srautų kontroliavimo galimybes, naudojant tiek technines tiek programines priemones.Atvirojo kodo programinė įranga P2P srauto valdymui

42

Programinės įrangos kūrimo kompanijos siūlo komercines P2P valdymo sistemas, kurios gerai atlieka savo darbą ir turi daug valdymo funkcijų. Tačiau, jei programinės įrangos funkcionalumas netenkina kliento reikalavimų arba kaina yra per didelė, belieka pasirinkimas projektuoti savo P2P valdymo sistemą [2].

Šiame skyriuje apžvelgsime pagrindines atviro kodo programas, skirtas Linux operacinei sistemai, kurių pagalba galime suprojektuoti P2P srauto aptikimo ir valdymo sistemą. Atviro kodo programinė įranga pasirinkta, nes ji yra nemokama.

Iptables – tai komandinės eilutės įrankis, skirtas valdyti Linux branduolį (2.4.x – 2.6.x branduolio versijos) [4]. Linux branduolys turi netfilter modulį, kurio pagalba galima įvairiai filtruoti IP paketus [5].

Iptables-p2p yra programos Iptables papildomas modulis, kuris yra skirtas P2P paketų srauto aptikimui. Iptables-p2p aptinka šiuos protokolus: FastTrack (Kazaa, Grokster), eDonkey (eDonkey, eMule), Direct Connect, Gnutella, BitTorrent, OpenFT (giFT) [6].

CBQ – programa, skirta srauto formavimui ir ribojimui. Ši programa skirta Linux operacinei sistemai. CBQ programa gali valdyti duomenų srautus pagal įvairius kriterijus [7]. CBQ programos valdymas yra sudėtingas, norint programą pilnai valdyti, reikia suprasti Linux branduolyje vykstančius maršrutizavimo procesus. Todėl CBQ programos valdymui buvo sukurta pagalbinė programa „Cbq.init“.

Interneto ryšio vėlinimo tyrimas

3 pav. pavaizduota grafinis vėlinimo laikų pasiskirstymas, gautas siunčiant užklausas į interneto tarnybinę stotį, panaudojant PING komandą. Esant užblokuotam P2P srautui (įskaitant, kad laisvas Interneto srautas išnaudojamas kitų protokolų), matoma didelė vėlinimo laiko reikšmių dispersija, kuri vyrauja 40-60 ms intervale, o vidutinis vėlinimo laikas siekia 49,85 ms. Tuo tarpu, naudojant P2P srautą situacija žymiai pablogėja: vėlinimo laiko reikšmės pasiskirsto 40-90 ms laiko intervale, o vidutinė vėlinimo laiko reikšmė pakyla iki 61,51ms. Taigi galime teigti, jog P2P srautas daro įtaką Interneto ryšio kokybei, vėlindamas paketų perdavimą. Taigi projektuojant P2P srauto valdymo sistemą būtina pasitelkti programinės įrangos priemones, kad galėtume P2P srauto paketams suteikti žemesnį perdavimo prioritetą.

43

Interneto ryšio vėlinimo laikai skirtingomis sąlygomis

30,0040,0050,0060,0070,0080,0090,00

100,00

1 10 19 28 37 46 55 64 73 82 91 100Bandymo numeris

Vėl

inim

o la

ikas

, ms

Po P2PapribojimoPrieš P2Papribojimą

3 pav. Interneto ryšio paketų vėlinimo laikai prieš ir po P2P srauto apribojimo

P2P srauto įtaka Interneto spartai

Norėdami nustatyti P2P srauto įtaką Interneto ryšio srautui vietiniame kompiuterių tinkle, atliksime bandymą, kurio metu stebėsime, kaip kinta HTTP protokolu perduodamų duomenų sparta be P2P ryšio apribojimų ir esant P2P ryšio apribojimams.

4 pav. matome HTTP protokolu perduodamų duomenų spartos kitimo grafiką, kai nebuvo taikomi P2P ryšio apribojimai. Esant tokioms sąlygoms, perduodamų duomenų maksimali sparta siekė 248 kbps, tuo tarpu vidutinė sparta buvo 82 kbps.

4 pav. HTTP protokolu perduodamų duomenų sparta be P2P srauto apribojimų

5 pav. HTTP protokolu perduodamų duomenų sparta su P2P srauto apribojimu

44

5 pav. stebime HTTP protokolu perduodamų duomenų spartos grafiką, tačiau šįkart blokuojamas P2P ryšys. Matome, jog maksimali duomenų perdavimo sparta buvo pašokusi iki 325 kbps, tuo tarpu vidutinė perdavimo sparta – 108 kbps.

Išvados

Suprojektuotos sistemos rezultatai rodo, jog P2P srauto aptikimo ir valdymo sistema yra reikalinga. Įdiegus šią sistemą ir apribojus P2P srautą, HTTP protokolu perduodamų duomenų vidutinė sparta išaugo 31 %, nuo 82 kbps iki 108 kbps. P2P srautas, taip pat, turi įtakos paketų perdavimo vėlinimui. P2P srautą apribojus, vidutinis vėlinimo laikas tarp maršruti-zatoriaus ir Interneto šliuzo siekia 49,85 ms, tuo tarpu vykstant P2P duomenų mainams, vidutinis vėlinimas išauga iki 61,51 ms. Gauname 23 % padidėjusį vėlinimo laiką dėl P2P srauto įtakos. Nevaldant P2P srauto, gaunamas vėlini-mo reikšmių pasiskirstymas plačiame laiko intervale 40-90 ms, o valdant P2P – 40-60 ms. Reikšmių pasiskirstymo intervalo sumažėjimas 60 % reiškia, jog paketų sklidimo laikas bus stabilesnis ir pagerės Interneto ryšio kokybė.

Ištyrus maršrutizatoriaus kaupiamus duomenis, nustatėme dažniausiai P2P programų naudojamus prievadus. Dažniausiai vietiniame tinkle naudojami šie prievadai bei atitinkamos programos: 4661, 4662 – „eMule“, eDonkey“, bei 1214 prievadas – “Kazza” [1].

Literatūra1. SETI@home. http://setiathome.ssl.berkeley.edu/2. Dejan S. Milojicic, Vana Kalogeraki, Rajan Lukose, Kiran Nagaraja1, Jim Pruyne,

Bruno Richard, Sami Rollins, Zhichen Xu, HP Laboratories Palo Alto HPL-2002-57. 2002m. http://www.hpl.hp.com/techreports/2002/HPL-2002-57.html

3. M. Mimienė, V. Januška. Duomenų srautų matavimo kompiuterių tinkluose poreikiai ir galimybės // KTU konferencijos pranešimo medžiaga [Kaunas, 2004] 10-14 p.

4. The Linux Kernel Archives. http://www.kernel.org/5. R. Russell, „Linux iptables HOWTO“, 1999 m.6. F.Almeida, „Project: iptables-p2p“, 2003m. http://mega.ist.utl.pt/~filipe/iptables-p2p7. P.Golubev, „CBQ.init traffic management script“, 2003 m.

http://sourceforge.net/projects/cbqinit/

“PEER-TO-PEER” TRAFFIC DETECTION AND MANAGEMENT IN TELECOMMUNICATION NETWORKS

“Peer-to-peer” (P2P) traffic short description and common problems while managing traffic in academic networks of Lithuania and foreign. Also analysis and results of P2P traffic distribution. Traffic management system for researches is based on personal computer within free operating system Debian GNU/Linux and open source programs.

45

GĘSTANČIO ŠVYTAVIMO PROCESO PARAMETRŲ MATAVIMAS

S. Jačėnas, RM 3/2g.Vadovas doc. dr. D. GailiusKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Dažnai yra aktualu įvertinti naujų ir esamų tekstilinių medžiagų tampru-mines charakteristikas. Tampruminėm charakteristikom galima įvertinti teksti-lės gaminio kokybę. Reikalingas tamprumo savybes atspindintis parametras, matavimo metodas ir sistema. Vienas iš potencialiai tamprumo savybes atspin-dinčių charakteristikų būtų švytuoklės, amortizuojamo tiriamo audinio, gęs-tamo proceso charakteris. Kaip pavaizduota 1 paveiksle, švytuoklės gale pritvirtintas indentorius atlenktas kampu α0 ir, paleistas, dėl laisvojo kritimo jėgų pradeda švytavimo procesą. Audiniui nepasižymint tampriosiomis savybėmis švytavimo procesas užges labai greitai. Idealiai tampriam audiniui švytavimas tęsis ilgai.

1 pav. Tamprumo įvertinimas 2 pav. Gęstančio švytavimo procesas švytuokle

Per 2 paveiksle pavaizduoto gęstamo proceso ekstremumus galime nubrėžti dvi gaubtines, einančias per taškus A0,A1... ir per taškus B0,B1... Šios dvi gaubtinės galės būti aprašomos matematinėm lygtim:

ir .Būtent koeficientai kA ir kB bus tie informatyvieji parametrai atspindintys

audinio tamprumą.

46

Metodas realizuotas matavimo sistema, su kuria atlikta eilė bandymų. Matavimo sistema suprojektuota ir pagaminta pagal 3 paveiksle parodytą blokinę schemą. Pagamintas mechaninis stendas pavaizduotas 4 paveiksle.

3 pav. Blokinė schema (AKK – analogas-kodas keitiklis)

4 pav. Mechaninis matavimo stendas

Pagrindinė stendo dalis yra induktyvinis kampo keitiklis, kurio korpusas pritvirtintas prie stendo korpuso, o prie rotoriaus – alkūnė. Atlenkiant alkūnę feromagnetinis rotorius keičia ryšio koeficientą tarp žadinančios ir matavimo apvijos. Taip gaunama priklausomybė tarp amplitudės ir švytuoklės kampo. Detektuota matavimo apvijos signalo vertė perduodama į kompiuterį, kur specialios programinės įrangos dėka atliekamas duomenų apdorojimas. Programinės įrangos pagrindinis langas pavaizduotas 5 paveiksle. Programinė

47

įranga automatiškai randa ekstremumus ir koeficientus. Matavimo sistema užtikrina 0,01˚ laipsnio kampo matavimo skiriamumą.

5 pav. Matavimo sistemos programinė įranga su išmatuotu ir atvaizduotu gęstamo švytavimo procesu (kampas-laikas)

Išvados

Kauno technologijos universitete dizaino fakultete atliktų bandymų serija parodė šios sistemos efektyvumą įvertinant audinio tamprumo savybes. Taigi, metodas ir matavimo sistema pateisino jai keltus tikslus.

Literatūra1. W.James Lyons, Impact phenomena in textiles, p.21-25, 1963.2. W.Christian, Pendulum

Physlet,http://webphysics.davidson.edu/Applets/Pendulum/Pendulum.html 3. Franz-Josef Elmer, The Equation of Motion of an undamped and undriven

pendulum, http://monet.physik.unibas.ch/~elmer/pendulum/eqm1.htm

MEASUREMENT OF THE FADING PENDULUM PROCESS PARAMETERS One of the important quality features of textile products is elasticity. A method

and evaluation measure is proposed to evaluate this feature. Working principle of the method is based on measuring characteristics of fading pendulum. After series of tests that were made with a measurement system designed and manufactured according to this method, measurements proved to be efficient evaluation way of this feature.

48

MEDŽIO DROŽLIŲ PLOKŠČIŲ PAVIRŠIŲ KOKYBĖS DIAGNOSTIKOS METODŲ IR PRIEMONIŲ SUKŪRIMAS BEI TYRIMAS

A. Stankevičius, RM-3/1. Vadovas doc. dr. V. DeksnysKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Medienos pramonėje, medžio drožlių plokščių (MDP) paviršiaus kokybės diagnostika vykdoma vizualinio testavimo metodu, t.y. gaminys yra stebimas tam tikros kvalifikacijos darbuotojo, kuris nustato ar objektas yra su broku. Darbo tikslas – sukurti automatnes MDP kokybės diagnostikos priemones, eleminuojant žmogiškąjį faktorių.

Uždavinio sprendimui buvo pasirinkti video informacijos apdorojimo metodai, statistinis, kuriame remiamasi statistiniais vizualinės informacijos parametrais ir dažninis, kuriame remiamasi Furje transformacija ir dažninių bei kryptinių įverčių skaičiavimu.

Statistinio metodo atveju tekstūros vaizdui skaičiuojami statistiniai momentai: vidurkis, standartinis nuokrypis ir asimetrija (1), (2) ir (3).

, (1)

,

(2)

. (3)

Apskaičiavus tekstūros vaizdų be broko statistinius momentus galima rasti jų išsibarstymo intervalą, vidurkį ir standartinį nuokripį. Tikėtina, kad vienodų tekstūrų be broko statistiniai įverčiai bus pasiskirstę pagal normalinį dėsnį, o bet koks parametrų nuokrypis nuo normos įdentifikuos broką tekstūroje. Gauti statistiniai įverčiai atspindi visą nagrinėjamą vaizdą. Vaizdo segmentavimas leidžia ne vien tik padidinti klaidos aptikimo tikimybę, bet ir apytiksliai nustatyti defekto vietą erdvėje.

Dažninio vaizdų apdorojmo metodo atveju skaičiuojama diskretinė Furjė transformacija. MDP tekstūros dažniniai įverčiai skaičiuojami iš Furjė transformacijos koeficientų. Skaičiavimai atliekami sekančia tvarka.

Furjė transformacijos koeficientų koordinačių pradžia perkeliama į centrą, skaičiavimų patogumui:

49

; (4)

čia f(x, y) pradinis vaizdas, (x, y) taško vaizde koordinatės. Skaičiuojama diskretinė Furjė transformacija (DFT):

;

(5)čia MxN taškų skaičius vaizde.

Skaičiavimo patogumui apskaičiuojame gautos Frujė transformacijos koeficientų modulius ir persivedame į polinę koordinačių sistemą:

; (6)

čia r spindulys, kampas. Dažninių Furjė transformacijos įverčių skaičiavimas. Skaičiavimo

patogumui tai atliekama polinėje koordinačių sistemoje:

.

(7) Kryptinių Furje transformacijos įverčių skaičiavimas, polinėje koor-

dinačių sistemoje:

;

(8)čia R0 maksimalus apskritimo spindulys.

a) b)

50

f(x; y)

M

NN

M

rθ

(4), (5), (6)

Log(S(θ;r))

1 pav. a) tekstūros vaizdas, b) Frujė transformacijos keficientų modulių laukas polinėje koordinačių sistemoje

Dažniniai S(r) ir kryptiniai S() įverčiai nusako tekstūros savybes. Pagal juos galima atpažinti tekstūrą, nes vienodoms tekstūroms šios priklausomybės būna panašios. Šiuo atveju juos naudosime klaidoms tekstūroje nustatyti. Kadangi, arčiausiai koordinačių pradžios išsidėstę Furjė transformacijos koeficientai apibūdina lėtus vaizdo kitimus, t. y. stambius objektus vaizde, pagal šiuos koeficientus ir bus ieškomos klaidos MDP tekstūroje.

Eksperimentams atlikti buvo naudojami įvairūs bandiniai (šviesios ir tamsios dėmės, tepalo dėmės ir įpjovimo defektas). Eksperimentai pirmiausiai atlikti statiniame režime. Skaitmeniniai MDP tekstūros vaizdai gauti dviem būdais:

I. su analogine video kamera Panasonic NV-M3, apdorojant su DSP;II. su skaitmeniniu fotoaparatu Canon IXUS-V3.

Abiem atvejais gauti vaizdai išsaugoti kompiuteryje BMP formate su ta pačia skiriamąja geba (640x480).

Statistinio eksperimento rezultatai

Pirmos eilės statistinis momentas visais atvejais yra gautas labai išsi-barstęs todėl toliau neanalizuojamas. Iš 2 ir 3 pav. galima teigti, kad tekstū-roms be broko standartinis nuokrypis ir asimetrija pasiskirstę pagal normalinį dėsnį, todėl broką galima įdentifikuoti pritaikius 3σ taisyklę ir apskaičiavus leistiną intervalą.

2 pav. Vaizdas gautas Analog Devices maketo pagalba ir padalintas į 4 segmentus: a) standartinio nuokrypio skirstinys, b) asimetrijos skirstinys

51

a) μ=9,04 σ=0,57 b) μ=-0,29 σ=0,14

3 pav. Vaizdas gautas Analog Devices maketo pagalba ir padalintas į 16 segmentų: a) standartinio nuokrypio skirstinys, b) asimetrijos skirstinys

1 lentelė. Statistinių įverčių atpažinimo tikimybės, kai vaizdas gautas I variantu

Seg. sk.

Viso seg.

Subroku Atpažinta Pa

Klaidingai atpažinta Pk

Visoatpažinta PΣ

St.nuokrypis 4 59 19 10 0,53 0 0 16 0,84Asimetrija 16 0,84 1 0,017St.nuokrypis 16 231 23 21 0,91 0 0 22 0,96Asimetrija 17 0,74 1 0,004

Vaizdo, gauto skaitmeninės fotokameros pagalba, standartinio nuokrypio ir asimetrijos skirstiniai yra panašūs, todėl iš karto pateikiame atpažinimo tikimybių rezultatus 2 lentelė. Šiuo būdu gautas tekstūros vaizdas yra tikslesnis, tačiau rezultatai gavosi prastesni.

2 lentelė. Statistinių įverčių atpažinimo tikimybės, kai vaizdas gautas II variantu

Seg. sk.

Viso seg.

Subroku Atpažinta Pa

Klaidingai atpažinta Pk

Visoatpažinta PΣ

St.nuokrypis 4 58 22 8 0,36 0 0 10 0,46Asimetrija 7 0,32 0 0St.nuokrypis 16 228 36 15 0,42 0 0 27 0,75Asimetrija 17 0,47 2 0,01

Eksperimento rezultatai gauti dažniniu metodu

Prieš atliekant skaičiavimus vaizdas dalinamas į 4 segmentus. Dažninių įverčių skaičiavimui S(r) buvo imamos kintamojo reikšmės r=2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20. Didesnio spindulio r įverčiai neleidžia įdentifikuoti broko ir yra labiau išsibarstę. Dažninio įverčio išsibarstymo pavyzdžiai pavaizduoti 4 pav.

52

a) μ=8,21 σ=0,6 b) μ=-0,37 σ=0,22

a) μ =73,8 σ =13,3 b) μ =46,4 σ =4,54 pav. Vaizdas gautas Analog Devices maketo pagalba ir padalintas į 4 segmentų: a)

dažninio įverčio pasiskirstymas, kai r=3. b) dažninio įverčio pasiskirstymas, kai r=7

Iš gautų rezultatų galima teigti, kad tekstūroms be broko nagrinėti dažniniai įverčiai pasiskirstę pagal normalinį dėsnį, todėl broką galima įdentifikuoti pritaikius 3σ taisyklę.

Kryptiniai įverčiai S(θ) yra išsibarstę. Atskirais atvejais jie leidžia įdentifikuoti broką, kai šis pasižymi kryptiškumu (brokas yra linija ar pailgas įpjovimas).

3 lentelė. Dažninių įverčių klaidų aptikimo tikimybės, kai vaizdas gautas Analog Devices maketo pagalba

Viso seg. 72Viso su broku 22

Dažninis įvertis R=2 R=3 R=4 R=5 R=6 R=7 R=8 R=9 R=10 R=15 R=20

Atpažinta 13 18 16 15 17 16 8 11 11 2 1Pa 0.59 0.82 0.73 0.68 0.77 0.73 0.36 0.5 0.5 0.09 0.05Klaidingai atpažinta 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Viso atpažinta 22

Kuomet vaizdas gautas skaitmeninės fotokameros pagalba, standartinio nuokrypio ir asimetrijos skirstiniai yra panašūs, atpažinimo tikimybių rezultatai 4 lentėje.

4 lentelė. Dažninių įverčių klaidų aptikimo tikimybės, kai vaizdas gautas skaitmeninės fotokameros pagalba

Viso seg. 64Viso su broku 20

Dažninis R=2 R=3 R=4 R=5 R=6 R=7 R=8 R=9 R=10 R=15 R=20

53

įvertisAtpažinta 13 15 19 18 15 13 11 12 12 2 3Pa 0.65 0.75 0.95 0.9 0.75 0.65 0.55 0.6 0.6 0.1 0.15Klaidingai atpažinta 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Viso atpažinta 20

Statistinio metodo dinaminis tyrimas, panaudojus Analog Devices DSP, parodė, kad visas skaičiavimo algoritmas vieną kadrą apdoroja per t=120 ms, toks vaizdo apdorojimo periodas leidžia sistemą realizuoti praktikoje, kuomet MDP gamyboje konvejerio greitis juda 4 m/s.

Išvados

Statistinis MDP vaizdo apdorojimas atlikus du bandymus su skirtingos kokybės vaizdais leido įdentifikuoti defektus. Skaičiuojant antros ir trečios eilės momentus, klaidos atpažinimo tikimybė siekia PΣ=0,96 (1 lentelė). Klaidingo atpažinimo atvejai reti - Pk=0,02.

MDP tekstūros segmentavimas pagerino atpažinimo tikimybę. I bandyme PΣ padidėjo nuo 0,84 iki 0,96, t. y. apie 15 %, II bandyme nuo 0,46 iki 0,75, t. y. apie 63%.

Dažninio apdorojimo atveju geriausios atpažinimo tikimybės vaizdui gautam video kameros pagalba yra, kai r=3; 4; 6; 7, atitinkamai Pa=0,82; 0,73; 0,77; 0,73, o vaizdui gautam skaitmeninio fotoaparato pagalba yra, kai r=3; 4; 5; 6, atitinkamai Pa=0,75; 0,95; 0,9; 0,75. Klaidingai atpažintų segmentų nepasitaikė. Bent pagal vieną dažninį įvertį buvo atpažinti visi brokai. Kryptiniai įverčiai yra mažiau universalūs, tačiau atskirais atvejais leidžia įdentifikuoti specifinius defektus.

Literatūra1. Krivickas R., Skaitmeninis signalų apdorojimas – Vilnius: Mokslas, 1984.2. Eidukas D. Eksperimento metodologija ir planavimas. Eksperimento metodolo-

gija: Mokomoji knyga, I knyga – Kaunas: Technologija, 2003.3. Gonzalez R. C., Woods R E, Digital image processing, 2nd ed. – NJ.: Prentice

Hall, 2002.4. Jähne B, Digital image processing, 5th rev. and extended ed. – Berlin: Springer,

2002.5. Chen C. H., Paul L. F., Wang P. S. P. The Handbook of Pattern Recognition and

Computer Vision, 2nd ed. – World Scientific Publishing Co., 1998.6. Unsalan C. Pattern recognition methods for texture analysis. Stleel surface

classification, Bogazici University, 1998.7. EUTIST-IMV Industrial Report. Integrated Machine Vision. The Impact on

European Industry. – 2004 february. <http://www.eutist-imv.com/>.

54

METHODS AND EQUIPMENT  DEVELOPMENT AND INVESTIGATION FOR WOOD CHIPS BOARD SURFACE QUALITY DIAGNOSTICS

Wood industry often uses human resources for surface quality testing of chipboards (MDP). The aim of this work is to suggest methods and algorithms, which will make this process (without a human factor) automatic. There were chosen several methods for faulty surfaces detection in this work. The first is statistical method. Statistical moments are used for faulty surface detection. The second uses DFT for texture image transformation into frequency domain then appropriate parameters are counted. These parameters describe spectral-energy distribution. The texture image segment with faulty surface gives different parameter’s result in both chosen methods. The 3σ rule is used when counting admissible range of the appropriate parameter interval.

The experiments were made with the two groups of different quality MDP texture images. One group of images was made with the help of analog video camera and Analog Devices DSP BF533. The second group was made with the help of digital camera, whose images where more accurate, but with the same resolution.

Influence of segment size was tested by using statistical approach. Images were segmented into 4 and 16 segments before statistical moments were counted. The speed of the algorithm based on statistical method was tested.

TEMPERATŪROS MATAVIMO PRIEMONIŲ APŽVALGA

P. Kuzas, RR 1/1 gr. Vadovas doc. D. GailiusKTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Įvadas

Temperatūros matavimo tam skirtais prietaisais pradžia laikomi 1701 metai, kai Ole Christensenas Riomeris sukūrė pirmąjį termometrą. Kaip temperatūros jutiklis buvo panaudotas raudonas vynas Visuotinai priimta Celsijaus skalė buvo sudaryta Andre Celsijaus 1742 m, bet ji buvo atvirkščia (1000 atitiko ledo tirpimo temperatūrą, o 00 – vandens virimo). 1744 m Karlas Linėjus Celsijaus skalę invertavo ir tokia ji naudojama iki šiandien.[1] Nuo Riomerio laikų buvo išrasta daug temperatūros matavimo metodų. Apžvelgsiu kai kuriuos svarbesnius ir įdomesnius šiandien naudojamus.

Temperatūros matavimo metodai. Mechaniniai metodai

Bimetaliniai termometrai. Jutiklis – bimetalinė plokštelė arba spiralė, kintant temperatūrai dėl skirtingo šiluminio plėtimosi koeficiento linksta. Poslinkis gali būti fiksuojamas įvairiais metodais (optiniais, mechaniniais, jėgos arba slėgio sensoriais). Taikomi labai plačiai dėl savo paprastumo ir patikimumo. Temperatūrų diapazonas – (-20...600 0C), tikslumas – 2 %.

Uždaro tūrio termometrai (skystiniai arba dujiniai) – veikimo principas toks pat kaip ir pačio pirmojo termometro, dujų arba skysčio tūrio pokytis

55

;čia V0 – pradinis tūris (00C); T – temperatūra, gyvsidabriui α=1,810–4°C–1

β=510–8°C–2 ,kai skystis naudojamas kaip skalės indikatorius tikslumas ±0,1 0C. Jautrumas priklauso nuo plėtimosi vamzdelio matmenų Naudojamas slėgio matavimas uždarame tūryje. Tinkamai parinkus medžiagas ir slėgį matuojant gyvsidabrio manometru tikslumas ±0,0001 0C. Stiklinės kolbos labai neatsparios smū-giams, bet stiklas yra nepamainomas matuojant temperatūrą chemiškai agresyviose aplinkose. Matuojamų temperatūrų diapazonas (-190...600 0C)

Akustiniai metodai remiasi seniai pastebėtomis ir gerai ištirtomis garso bangų sklidimo greičio priklausomybėmis nuo temperatūros. Zonduojantis signalas gali būti garsinis arba ultragarso diapazone.

1 pav. Garso greičio ore priklausomybė nuo temperatūros

Akustinis rezonansas Jutiklio vaidmenį atlieka kietas kūnas. Jo matmenys, tuo pačiu ir rezonansinis dažnis kinta priklausomai nuo temperatūros. Jutiklis sužadinamas trumpu impulsu. Metodas naudingas tuo, kad galima pamatuoti ne tik temperatūrą bet pagal laisvųjų virpesių slopimo pobūdį galima spręsti apie aplinkos klampumą. Paklaidos gaunamos gana didelės (~8%), jautrumas – 3,5Hz/0C. Būtinos sudėtingos matematinės manipuliacijos su akustiniu signalu (lango funkcija, Furjė transformacija) [3].

Elektriniai metodai

Varžiniai termometrai jų veikimo principas pagrįstas jutiklio elektrinės varžos kitimu kintant aplinkos temperatūrai. Gali būti naudojami tiek metalo tiek puslaidininkio pagrindu pagaminti varžiniai elementai. Metaliniai sensoriai iš tauriųjų metalų (Pt) pasižymi stabilumu ir tiesiškumu. Jų pagrindu pagaminti termometrai laboratorinėmis sąlygomis matuoja temperatūras ±0,0001 0C tikslumu. Temperatūrų diapazonas (–184,44...648,88 0C)

56

Puslaidininkiniai jutikliai pasižymi išskirtiniu jautrumu, varžos pokytis gali siekti 11 %/0C. Skirtingai nuo metalinių, puslaidininkinių sensorių tem-peratūrinis koeficientas yra neigiamas, o varžos priklausomybė nuo tempe-ratūros – netiesiška. Neigiama varžinių sensorių savybė – savaiminis šilimas, kas pablogina tikslumą.

Termoporiniai termometrai ypatingi tuo, kad jiems nereikalingas išorinis maitinimo šaltinis. Termoporos generuojama įtampa:

;čia α – Zebeko koeficientas; T – temperatūra

Žinoma daugiau kaip 3000 termoporų tipų. Šie prietaisai plačiai nau-dojami ten, kur reikia matuoti aukštas temperatūras (-270...3000 0C), jutikliai yra sąlyginai pigūs ir patikimi. Tikslumas nėra aukštas (±0,20C), norint jį padidinti reikia imtis specialių priemonių. Jautrumas – iki 68μV /0C.

PN sandūros pagrindu pagaminti jutikliai išnaudoja tiesiogine kryptimiįjungtos PN sandūros įtampos kritimo priklausomybę nuo temperatūros, išreiškiamą kaip:

;

čia q – elektrono krūvis (1,610-19 C); k – Bolcmano konstanta (1,3810-23 J/K); IF – tiesioginė sandūros srovė (A); IS – sandūros atbulinė soties srovė.

Kai srovė palaikoma pastovi, įtampa yra tiesiogiai proporcinga temperatūrai. Kaip jutiklis gali būti naudojama NPN tranzistorių (2N222) emiterio sandūra. Temperatūrinis koeficientas (-2 mV/0C). Paklaida ±3 mV (±1,5 0C) Diapazonas -55...1500C [2].

Reaktyvinių elementų parametrų šilumine priklausomybe pagrįstuose jutikliuose išnaudota “parazitinė” talpumo ir induktyvumo priklausomybė nuo temperatūros. Šiluminės priklausomybės gaunamos netiesiškos (ypač talpinių sensorių), jautrumu lenkia termoporas ir varžinius keitiklius (iki 5 nF/0C). Temperatūrų diapazonas palyginti siauras (-50...1500C) [4].Optiniai metodai

Brauno judėjimo analizė remiasi kietų dalelių skystyje arba dujose chaotiško judėjimo analize. Priimtinų rezultatų pavyko pasiekti ištobulinus mikrodalelių greičio matavimo tarpusavio koreliacijos metodu technologiją. (micron-resolution particle image velocimetry (µ-PIV)). Temperatūrų diapazonas ribojamas skysčio (vandeniui 0...100 0C) tikslumas (±3 0C) foto-grafuojant 700 nm. skersmens daleles [5].

57

Optinio pluošto sensoriai. Dauguma jų remiasi gijos geometrinių matme-nų kitimu veikiant temperatūrai. Perspektyviausias – Brago gardelės jutiklis

1 lentelė. Temperatūros jutiklių savybių apibendrinimasJutiklis Jautrumas Tikslumas Temperatūrų

diapazonasSkystis uždarame tūryje - Iki ±0,00010C -190...600 0C

Bimetalinė plokštelė Iki 38 µm/0C 2% -20...600 0CAkustinis rezonatorius – 3,5 Hz/ 0C ±8%. -

Varžiniai davikliai Iki 11 %/0C Iki ±0,0010C –184...648 0CTermopora Iki 68 µV/ 0C ±0,20C -270...3000 0CPN sandūra 2 mV/0C ±1,50C -55...1500C

Reaktyviniai elementaiiki 5 nF/0C (talpiniai)

0,025 %/ 0C (induktyviniai)

- -500...1500C

Brauno judėjimo analizatorius - ±3 0C 0...1000C

Optinio pluošto sensorius 5pm/0C ±0,05 0C -200...2000 0C(Fibre Bragg grating sensor), kur kintant temperatūrai atitinkamai kinta nuo gardelės atspindėtos bangos fazė:

;

čia ψ – fazė; ΔL – optinio kelio pokytis; λB – gardelės bangos ilgis; χ – normalizuota gardelės temperatūrinė priklausomybė.

Šiuo sensoriumi galima matuoti temperatūras (-200...2000 0C), tikslumas – ±0,05 0C [6].

Išvados

Trumpai apžvelgiau populiariausių temperatūros matavimo metodų ir jutiklių galimybes jautrumo, tikslumo ir temperatūrinio diapazono atžvilgiu. Turėjau progą geriau susipažinti su esamais ir dar vystomais temperatūros matavimo metodais. Manau, kad ši apžvalga bus naudinga mano bakalauriniam darbui.

Literatūra1. http://home.comcast.net/~igpl/Temperature.html “A Brief History of Temperature

Measurement” Intergalactic power & light 2003.2. Various authors, „Measurement, Instrumentation & Sensors”, 1999. Tempe-rature

measurement.3. M. K. Jain, Stefan Schmidt, Casey Mungle, Keith Loiselle, and C. A. Grimes

“Measurement of Temperature and Liquid Viscosity Using Wireless Magneto Acoustic/Magneto-Optical Sensors” IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 37, NO. 4, JULY 2001 2627 p.

58

4. http://www.me.psu.edu/me82/Learning/Temperature/temperature.html “Temperature Measurement” The Pennsylvania State University ©2003.

5. V Hohreiter, S T Wereley, M G Olsen and J N Chung, „Cross-correlation analysis for temperature measurement“ INSTITUTE OF PHYSICS PUBLISHING 1072 p.

6. A. D. Kersey and T. A. Berkoff, “Fiber- Optic Bragg- Grating Differential-Temperature Sensor” IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 4, NO. 10, OCTOBER 1992 1183 p.

REVIEW OF TEMPERATURE MEASUREMENT METHODSIn this thesis main mechanical, electric and optic ways of temperature

measurement were reviewed. Some types of sensors corresponding to these methods were noted. Possibilities sensors were discussed and compared by sensitivity, accuracy and range of temperatures.

59

SKAITMENINIS FAZIŲ SKIRTUMO MATUOKLIS

B. Šulcas, RNR-2/1g. Vadovai: doc. J. Sveikata,D. Malinauskas KTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Įvadas

Projektuojant ir derinant elektronikos įtaisus tokius kaip stiprintuvus, valdymo įrangą, ultragarso aparatūrą, taip pat tiriant harmoninių srovių grandines, dažnai prireikia išmatuoti fazių skirtumą tarp dviejų periodinių signalų.

Fazių skirtumą galima išmatuoti ir paprastu oscilografu, tačiau toks matavimo metodas yra netikslus ir užima nemažai laiko.

Toliau aprašomas suprojektuotas skaitmeninis fazių skirtumo matuoklis. Jo darbas pagrįstas laiko skirtumo matavimu tarp dviejų periodinių signalų, panaudojant skaitmeninius skaitliukus. Skaitiklių rezultatus apdoroti naudo-jamas AVR šeimos mikrovaldiklis ATMega16. Matavimų rezultatai atvaiz-duojame LCD ekrane.

Be to gaunami rezultatai išvedami į kompiuterį per RS232 sąsają. Tokiu būdu galima stebėti, registruoti ir analizuoti lėtai besikeičiančius procesus.

Techniniai parametrai

Matuojant fazių skirtumą:Fazių skirtumas 0...360 1;

Signalų dažnis F – 1 Hz iki 130kHz;Įėjimo signalų lygis: 0,5V – 50V.

Matuojant dažnį:Signalų dažnis F – 1Hz – iki 1MHz ;

Matavimų neapibrėžtis. Diapazonuose: 1...10kHz 1Hz;

10kHz...1MHz 100Hz.Įėjimo signalų lygis: 0,5V – 50V.

Sąsaja su kompiuteriu.RS232 asinchroninė sąsaja.

Veikimo principas

Prietaiso struktūrinė schema pavaizduota 1 paveiksle.Įėjimo grandinės sustiprina signalą ir detektuoją signalo nulio perženk-

gimo momentą. Gaunamą signalą sinchroninio RS trigerio pagalba dažnis

60

dalinamas pusiau ir gaunamų impulsų trukmė atitinka matuojamo signalo periodui.

1 pav. Skaitmeninio fazės ir dažnio matuoklio struktūrinė schema

A skaitliukas išmatuoja matuojamo signalo periodo trukmę, o B skait-liukas išmatuoja laiką kurį vėluoja B signalas, A signalo atžvilgiu.

Išmatuotas reikšmes iš skaitliukų nuskaito mikrovaldiklis. Pagal skait-liukų reikšmes galima išskaičiuoti matuojamų signalų dažnį ir fazių skirtumą tarp jų.

;

čia Fclk – osciliatoriaus dažnis; A – A skaitliuko reikšmė; B – B skaitliuko reikšmė; F – dažnis Hz; – fazių skirtumas laipsniais.

Laikinė diagrama pavaizduota 2 paveiksle.

2 pav. Laikinės diagramos, iliustruojančios veikimo principą

61

Išvados

Prietaisas suprojektuotas ir pagaminta pirma maketinė versija. Prietaisą pagaminus ant spausdintinio montažo plokštės galima būtų pasiekti geresnes dažnines charakteristikas, padidinti darbo stabilumą, bei matavimų tikslumą.

Taip pat būtų tikslinga pakeisti šiuo metu naudojamus bendro naudojimo STMicroelectronics operacinius stiprintuvus į geresnės kokybės iš Analog Devices.

Literatūra1. ATMega16 8-bit Microcontroller with 16K Bytes In-System Programmable Flash

Data Sheet, Atmel 2003.2. M54HC590 8 bit binary counter register (3 states) data sheet, SGS Thompson

Microelectronics. 1993.3. Full-size dip high-frequency crystal oscillator SG-51 series data sheet, Epson.4. Началный курс C и C++. Б.И. Березин, С.Б. Березин – Москва «Диалог

Мифи» 1999.

DIGITAL PHASE SHIFT METERPhase measurements required to set up and verify electronic devices in amplifiers,

control, ultrasound, and echo systems. Phase measurements can be problematic, because not many simple, inexpensive phase shift meters are available.

Moreover, using an oscilloscope is time consuming and imprecise. The phase meter described here uses a LCD display as an output device. It measures the phase difference between two signals with better than 1 % accuracy and it operates up to 130kHz. Described phase meter also can be used as a digital frequency meter. It measures signal frequency up to 1 MHz with better than 5% accuracy.

It’s inexpensive to build and it does not require a calibration. Measuring phase involves measuring the time difference between two signals crossing zero. When signal (input A) crosses zero, counters are started. When second signal (input B) crosses zero, second counter is stopped. When signal from input A crosses zero third time, first counter is stopped too. Counters operate at 50 MHz clock generated by EPSON high-frequency crystal oscillator. This way first counter represents the signal period T and second counter represent delay between two signals t.

Usually the value you wish to measure is the phase shift between the input of a circuit under test (called the “reference”) and the output of the circuit (called the “signal”). But, these signals may have different amplitudes. Unlike the other phase difference meters, this meter is not sensitive to signal form or difference of signal amplitudes between two signals.

Phase meter is designed to measure signals with voltage level from 0,5 V up to 50V.

62

ELEKTROS TINKLO ĮTAMPOS PAGRINDINĖS HARMONIKOS SLOPINIMO FILTRAS

R. Žakelis, RM 4/1gr., D. Zviedrys, RM 4/1gr.Vadovas prof. A. ČitavičiusKTU, telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Pastaruoju metu Lietuvoje vis aktualesnė tampa elektros tinklo įtampos kokybės kontrolės problema. Ypatingai tuo suinteresuoti vartotojai, kurių prietaisai ar įrengimai yra jautrūs elektros įtampos formos iškraipymams. Iš kitos pusės tiekėjai taip pat nėra abejingi šiai problemai, nes kai kurių vartotojų prietaisai dėl savo veikos principo patys skleidžia iškraipymus ir triukšmus į tinklą. Įtampos kokybė parametrai ir jų vertės nustatyti „Elektros energijos kokybės Europos standarte EN50160“ [1]. Matematinį parametrų apibrėžimą galima rasti daug kur, pavyzdžiui [2]. Tačiau statistinių duomenų, kaip jo laikomasi, praktiškai nėra. Yra tik viena publikacija [3]. Tačiau joje pateiktus tyrimų rezultatus negalima laikyti išsamiais, ir be to jie mažai žinomi suinteresuotiems asmenims, ar organizacijoms. Todėl labai aktualūs išsamūs elektros tinklo įtampos kokybės parametrų statistiniai tyrimai ir jų publikavimas plačiai prieinamoje spaudoje.

Kita labai aktuali problema yra elektros tinklo, kaip ryšio kanalo, panaudojimas. Tuo labiausiai suinteresuoti elektros energijos tiekėjai, nes tokios ryšio priemonės pirmiausia suteiktų jiems galimybę per atstumą operatyviai kontroliuoti vartotojus, ir antra, labai plačiai išsišakojusį tinklą būtų galima efektyviai panaudoti visokios informacijos perdavimui praktiškai kiekvienai namų valdai ir atvirkščiai – iš kiekvienos namų valdos į atitinkamas įstaigas. Pramonė jau gamina daug tokių ryšio priemonių [4, 5], tačiau pagal pasiekiamas perdavimo spartas jos dar nusileidžia kitoms perdavimo terpėms. Todėl daug mokslinių laboratorijų ieško kelių perdavimo spartai elektros tinklu padidinti. Tačiau tokie ieškojimai be ryšio kanalo savybių žinojimo praktiškai neįmanomi. Įvairiose šalyse tokių ryšio kanalų tyrimai atliekami ir skelbiami [6, 7]. Lietuvoje išsamių tokių tyrimų nėra, išskyrus labai ribotos apimties tyrimus, kurių rezultatai paskelbti [8]. Todėl aktualūs taip pat išsamūs elektros tinklo, kaip ryšio kanalo, tyrimai.

Tokiems tyrimams ne labai aukštų dažnių ruože galima pasiūlyti sistemą, kurios struktūrinė schema pavaizduota 1 pav. Jos esmę sudaro analoginis – skaitmeninis keitiklis (ASK) ir personalinis kompiuteris (PK) su atitinkama programine įranga.

ASK pasirinktas turimas National Instruments firmos PCI-MIO-16XE-10 tipo keitiklis, kurio pagrindinės charakteristikos yra tokios: kanalų skaičius – 2, skiriamoji geba – 16 bitų, maksimalus diskretizavimo dažnis – 100 kHz. Tokiubūdu turimas keitiklis leis atlikti tyrimus dažnių juostoje praktiškai iki

63

1 pav. Struktūrinė elektros tinklo tyrimo kompiuterinės sistemos schema

50 kHz. Tinklo įtampos kokybės parametrų matavimui tai visai pakankamas dažnių ruožas. Tinklo, kaip ryšio kanalo, tyrimus reikia atlikti daug platesniame dažnių ruože – iki 30 MHz. Tam galima būtų panaudoti ASK su didesniu diskretizavimo dažniu. Tačiau tada surenkamų duomenų kiekis būtų per daug didelis, kad jį būtų galima apdoroti įprastinėmis priemonėmis. Todėl tinklo, kaip ryšio kanalo, tyrimui dažnių ruože nuo 50 kHz iki 30 MHz tikslinga naudoti kitas priemones, kurios nėra šio straipsnio objektas.

Tačiau tiksliam aukštesnių tinklo įtampos harmonikų ir įvairių triukšmų parametrų įvertinimui yra tikslinga prieš ASK slopinti ryškiai dominuojančią pagrindinę (~50 Hz) tinklo įtampos harmoniką. Būtų patogu, jei slopinimo juostoje, artimoje 50 Hz aplinkoje, atitinkančioje galimas tinklo dažnio svyravimo ribas (~48-52 Hz), filtro DACh būtų kiek galima pastovesnė. Be to, jos pastovumas pageidautinas ir pralaidumo juostoje (virš ~95 Hz). Slopinimas 50 Hz aplinkoje turėtų būti apie 40 dB. Tuomet pagrindinės harmonikos likučio lygis būtų maždaug toks pat, kaip ir leistini [1] aukštesnių harmonikų lygiai. Labai svarbus parametras yra filtro eilė. Nuo jo priklauso filtro ir jo derinimo sudėtingumas, kaina, gabaritai ir, žinoma, DACh formos artumas pageidaujamai. Filtro sintezė buvo atliekama naudojantis programiniu paketu „Filter-Solutions 9.1” [9]. Buvo atlikta daugelio variantų analizė ir apsistota ties tokiu: filtras – aktyvusis, aukštųjų dažnių, tipas – Kauerio (eliptinis), eilė – 6-ta, 50 Hz dedamosios slopinimas – 40 dB, pralaidumo juostos kraštinis dažnis – 95 Hz, DACh netolygumas pralaidumo juostoje – 0,1 dB. Tokio filtro DACh ir jos fragmentas 50 Hz aplinkoje pavaizduoti 2 ir 3 pav. Matome, kad

64

2 pav. Filtro DACh

3 pav. Filtro DACh fragmentas

nepavyko gauti visai pastovios DACh dažnių ruože nuo 48 iki 52 Hz. Tačiau netolygumas neviršija 0,15 dB, ir tai yra visai priimtina matavimų tikslumo požiūriu. Be to visada galima matavimų rezultatus koreguoti atsižvelgus į DACh netolygumą.

Suprojektuotame filtre panaudotos 3 antros eilės grandys, vadinamo Thomas 1 tipo [9] ir kartotuvas. Kiekviena iš šio tipo grandžių susideda iš 3-jų operacinių stiprintuvų ir pasižymi ne dideliu kondensatorių skaičiumi.Parinkti gana plačiai paplitę filtro schemos elementai. Operaciniai stiprintuvai – AD8004 tipo. Pagrindiniai jų parametrai: pralaidumo juosta -3 dB lygyje – 250 MHz esant vienetiniam stiprinimui, maitinimo įtampa - ±5 V, stiprinimo pastovumas – 0,1 dB iki 30 MHz, diferencinis stiprinimo netiesiškumas – 0,04 %. Kondensatoriai: paviršinio montažo, tipas NP0–1206, tikslumo klasė – 5, 10 %. Rezistoriai: paviršinio montažo, tipas NP0–1206, tikslumo klasė – 1, 5 %. Pasinaudojus plokščių projektavimo programa ORCAD [10], suprojektuota vienasluoksnė montažinė plokštė. Jos gabaritai – 100x80 mm.

Pagaminus ir suderinus filtrą buvo išmatuota jo DACh ir kiti parametrai. DACh matavimui buvo pasinaudota Grundig firmos generatoriumi FG-100, ir tos pačios firmos milivoltmetru MV-100. Išmatuota charakteristika pateikta 4 pav.

Palyginus realią išmatuotąją charakteristiką (4 pav.) su gauta projektavimo programos pagalba (2 pav.), galima įžvelgti nedidelius skirtumus. Svarbiausia, tai netolygumų padidėjimas tiek slopinimo, tiek pralaidumo juostose. Analizė rodo, kad realiai jie siekia 0,2 dB, t.y. 0,1 dB didesni. Jei harmonikų lygių matavimo rezultatų nekoreguoti, tai dėl šių netolygumų gaunama matavimo paklaida neviršijanti 2 %. Panaudojus koregavimą pagal

65

išmatuotą charakteristiką, matavimo tikslumą galima gerokai padidinti. Kiek ? Tai atskiras klausimas, išeinantis už šio straipsnio ribų. Toks

4 pav. Išmatuotoji filtro DACh

matavimo tikslumo padidinimas visai nebūtinas, kai reikia įvertinti tik tinklo harmonikų lygius. Tačiau norint pakankamai tiksliai apskaičiuoti harmonikų koeficientą, harmonikų lygius reikia matuoti daug tiksliau [11].

Išvados

1. Naudojant kompiuterinę duomenų surinkimo sistemą elektros tinklo įtampos kokybinių parametrų ir triukšmų tyrimui matavimų tikslumui padidinti būtina prieš analoginį – skaitmeninį keitiklį įterpti tinklo pirmosios harmonikos slopinimo filtrą.

2. Filtro slopinimą užtvėrimo juostoje (0-80 Hz) tikslinga parinkti tokį, kad pirmosios tinklo harmonikos likutis būtų maždaug tokio pat lygio, kaip ir aukštesniųjų harmonikų lygiai. Tai sudaro apie 40 dB.

3. Daugiavariantinės analizės rezultate pasirinktas aktyvusis, eliptinis, 6-tos eilės filtras. Filtro DACh matavimai parodė, kad jos netolygumai užtvėrimo ir pralaidumo juostoje neviršija 0,2 dB, kas leidžia harmonikų lygius išmatuoti su potencialia 2 % paklaida. Tai visai priimtinas matavimo tikslumas. Tačiau norint tokiu tikslumu įvertinti harmonikų koeficientą, harmonikų lygius reikia matuoti daug tiksliau. Todėl harmonikų koeficiento įvertinimo atveju būtina matavimo rezultatus koreguoti atsižvelgiant į filtro DACh netolygumus.

Literatūra1. Elektros energijos kokybės standartas. Europos standartas EN50160. CENELEC

BTTF 68-8. Briuselis. Neoficialus vertimas. 1994, 22 p.2. Elektros energijos kokybė. Lietuvos ūkio ministerijos rekomendacija. Vilnius,

1997 lapkričio 10, 8 p.3. A. Čitavičius, V. Paražinskas. Žemosios įtampos elektros tinklo signalų parametrų

matavimas ir įvertinimas. ISSN 1392-1223, Matavimai, 1998. Nr.4(9), 7-14 psl.

66

4. Power Lline Modem. Philips Semiconductors – Signetics Linear Products, April 15, 1992, 320-325 p.

5. LM 1893 / LM 2893 Carrier-current transceiver. National Semiconductor Corporation, 5t, 1992, 138-157 p.

6. O. Hooijen. A. Channel Model for the Residential Power Circuit Used as a Digital Communications Medium. IEEE Transactions on Electromagn. Compat, 1998, vol.40, 331-336 p.

7. H. Philipps. Modeling of Power Line Communication Channels. Proceedings of the 3rd International Syphosium on Power-Line Communications. Lancaster, UK, 30.3.-1.4.1999, 14-21 p.

8. A. Čitavičius, A. Maciulevičius. Ryšio elektros tinklų linijų charakteristikų matavimas ir modeliavimas. ISSN 1392-1223, Matavimai, 2004. Nr.3(31), 25-30p.

9. Filtrų projektavimo paketas „Filter-Solutions 9.1”. http://www.filter-solutions.com10. Montažinių plokščių projektavimo sistema ORCAD. http://www.orcad.com.11. A. Čitavičius, V. Knyva. Potentialities of Total Harmonic Distortion Measurement

Techniques. Baltic Electronics Conference, Talinn University of Technology, Tallinn, Estonia, 2004 October 3-6, 187-188 p.

FILTER FOR POWER LINE VOLTAGE MAIN HARMONIC REDUCTIONThe functional diagram of the computerized system for the measurement of

electrical power network quality parameters and noises in the frequency range approximately to 50 kHz is presented. For more accurate measurement of parameters of higher harmonics and noises of network is it useful to use a filter suppressing the main harmonic of the network. The filter requirements are discussed. The circuit diagram and measured frequency response of the synthesized filter are presented.

67

KTU, Telekomunikacijų ir elektronikos fakultetas

Studentų g. 50, LT-51368 KaunasTel. (8-37) 300 500Fak. (8-37) 300 502El. paštas rasttef@adm.ktu.lt

STUDIJŲ PROGRAMOS

Elektronikos inžinerijos bakalaurų studijų programos: Elektronikos inžinerija

(dieninės studijos–4 metai, neakivaizdinės studijos – 5 metai); Elektronikos inžinerija ir vadyba

(dieninės studijos – 5 metai); Telekomunikacijos.

Telekomunikacijų studijų programoje yra dvi specializacijos:- telekomunikacijų technologijos

(dieninės studijos – 4 metai, neakivaizdinės studijos – 5 metai);- informacinės telekomunikacijų technologijos

(dieninės studijos – 4 metai).

Elektronikos inžinerijos magistrų studijų programos:- elektronikos inžinerija

(dieninės studijos – 2 metai);- telekomunikacijos

(dieninės studijos – 2 metai);- telekomunikacijų sistemos

(dieninės arba vakarinės studijos – 1,5 metų).

Matavimų inžinerijos magistrų studijų programos:- metrologija ir matavimai

(dieninės studijos – 2 metai);- taikomoji metrologija

(dieninės studijos – 1,5 metų).

68