Климаттық және экологиялық қоршаған орта өзгерістерін талдау мен мониторинг жасауға арналған бағдарламалық-аппараттық кешен

Деректерді (үлкен деректерді) жинау, беру және өңдеу үшін стационарлық және мобильді датчиктерді қолдана отырып, климаттық және экологиялық жағдайға мониторинг жасау жүйесін құру. Климаттық және экологиялық мониторинг, сондай-ақ климаттың өзгеруі мен ауытқуларына қатысты деректерді жинау қызметі қазіргі заманғы бақылау техникалық құралдарын (қашықтықтан зондтау, радиоэлектрондық), деректерді беру мен өңдеудің мобильді және автоматтандырылған жүйелерін пайдалану мен дамытуды талап етеді.

LoRa деректерді беру желісінің топологиясы әзірленді. Өлшеу станциялары датчиктерден деректерді жинап, оларды ең жақын шлюзге жібереді. Шлюздер LoRa желісінің соңғы құрылғылары мен желілік сервер арасындағы «мөлдір көпір» рөлін атқарады және берілетін деректерді тікелей өңдемейді. Шлюздерден басқа, LoRa желісінде соңғы құрылғылардан деректерді тұтынушыға және тұтынушыдан соңғы құрылғыларға беруді ұйымдастыратын басқарушы сервер бар. Желілік сервер желідегі коллизияларды шешеді, таратқыштардың қуатын және деректерді беру жылдамдығын өзгертеді, соңғы құрылғылардың батарея зарядтарын бақылайды, сондай-ақ егер желіде олар бірнешеу болса, алынған деректерді мақсатты абоненттерге бағыттайды. Атмосфералық ауаның жағдайын бақылау желісі Алматы қаласында 20 стационарлық бақылау бекетін пайдалануды көздейді. Атмосфералық ауаның жағдайын бақылау келесі режимдерде жүргізілуі мүмкін: - толық емес бағдарлама бойынша (тәулігіне 3 рет – жергілікті уақыт бойынша 07, 13, 19 сағатта); - толық бағдарлама бойынша (тәулігіне 4 рет – жергілікті уақыт бойынша 01, 07, 13, 19 сағатта); - үздіксіз режимде. Негізгі көрсеткіштерді жинауды жүзеге асыратын стационарлық және жылжымалы бекеттерден деректерді беру бойынша LPWAN байланыс желілерінің мүмкіндіктерін бағалау. Заманауи элементтік базада іске асырылған әзірленген схема тәуліктің әр түрлі уақытында, әр түрлі ауа райы жағдайларында экологиялық және метеорологиялық ақпаратты жинауға арналған автоматты желіні талдау үшін қажетті статистикалық деректерді береді. Деректерді беру модулінің параметрлерін сынақтан өткіру үшін SemtechLoraCalculator бағдарламасын қолдануға болады. Бұл бағдарлама спектр енін, деректерді беру жиілігін, бит жылдамдығын, ток тұтынуды, батареяның жұмыс уақытын бағалауға мүмкіндік береді. Визуалды статистика үшін GoogleColaboratory пайдаланылды, бұл машиналық және терең оқыту саласындағы зерттеулерді жеңілдетуге бағытталған жақында пайда болған бұлттық сервис. Бұл сервистің артықшылықтарына бейнекартасы қосылған машинаға қашықтан қол жеткізуді жатқызуға болады, және ол мүлдем тегін, бұл жұмыста пайдаланылған терең нейрондық желілерді оқыту қажет болған кезде жұмысты айтарлықтай жеңілдетеді. Ауаның ластануы туралы деректер csv файлы түрінде ұсынылған, онда 11403 оқыту деректерінің данасы бар. Ластанудың таралуының нақты физикалық моделі және ластанудың таралуын сандық модельдеу қарастырылған. Белсендіру процедуралары аяқталғаннан кейін соңғы түйін датчиктердің көрсеткіштерін белгіленген интервалмен беруге дайын болады. Байланыс орнатылғаннан кейін деректер он алтылық код (HEX) түрінде пайдалы жүктеме форматына түрлендіріледі.

Жобаның ғылыми және практикалық нәтижелері ҚР БҒМ ҒЖБССҚК ұсынған журналдардағы 10 мақалада және WoS және Scopus базаларында индекстелетін журналдардағы 11 мақалада көрініс тапты.