Статті в журналах з теми "Бездротові системи"

Для автоматизованого збору інформації про наявні матеріально-технічні цінності та їх розташування в певний момент часу на нижньому рівні системи контролю доцільно використовувати бездротові спеціалізовані цифрові мережі. Тому були досліджені RFID систем,

Для автоматизованого збору інформації про наявні матеріально-технічні цінності та їх розташування в певний момент часу на нижньому рівні системи контролю доцільно використовувати бездротові спеціалізовані цифрові мережі. Тому були досліджені RFID систем,

Робота присвячена розробці мобільного додатку для підтримки бездротової передачі даних за допомогою Wi-Fi. Предметом дослідження є спосіб передачі даних за допомогою бездротової технології Wi-Fi. Завданням проектування є розробка мобільного додатку для бездротової передачі даних у локальній мережі, яка допоможе користувачеві в швидкої і якісної передачі даних засобами бездротових технологій за допомогою Wi-Fi. При дослідженні основних проблем предметної області, аналізі аналогів та засобів розробки було створено базу даних із використанням реляційної системи управління бази даних SQLite, використані мови програмування Kotlin, Groovy та Java, середовище розробки Android Studio та система автоматичного складання додатку Gradle. Робота була спрямована на розробку мобільного додатку, завдяки якому люди зможуть швидко та якісно передавати файли та обмінюватись буферами обміну на різних пристроях за допомогою бездротових технологій з використанням Wi-Fi у локальній мережі. Система являє собою мобільний додаток, який допомагає людям передавати інформацію бездротовим способом у локальній мережі. Даний програмний продукт не є вибагливим до апаратного забезпечення, що дозволяє користуватися системою кожній бажаючій людині, яка має доступ в Інтернет.

Розвиток технологій передачі даних привів до широкого застосування бездротових сенсорних мереж для організації інформаційного обміну. Однією з областей застосування бездротових сенсорних мереж є енергомоніторинг комунальних об'єктів. Достовірний облік споживаної електроенергії є актуальним завданням в рамках підви-щення енергоефективності як у промисловості, так і житлово-комунальному госпо-дарстві. Метою даної роботи є побудова математичної моделі процесу бездротової пе-редачі даних в автоматизованій системі енергомоніторингу

В роботі розглянуто вимоги щодо необхідності ведення обліку показників температури та вологості при зберіганні лікарських засобів. На основі аналізу систем аналогів було обрано бездротову структуру для розроблення автоматизованої системи обліку показникі

В роботі розглянуто вимоги щодо необхідності ведення обліку показників температури та вологості при зберіганні лікарських засобів. На основі аналізу систем аналогів було обрано бездротову структуру для розроблення автоматизованої системи обліку показникі

В роботі розглянуто вимоги щодо необхідності ведення обліку показників температури та вологості при зберіганні лікарських засобів. На основі аналізу систем аналогів було обрано бездротову структуру для розроблення автоматизованої системи обліку показникі

Дана стаття присвячена розробці автоматизованої системи керування тепличним господарством. В останній час тема використання теплиць для забезпечення продуктами харчування стала доволі популярною. Особливо це стосується власників дачних ділянок та приватних будинків. Але тепличне господарство потребує постійного огляду для підтримки необхідних параметрів, що не завжди є можливим. В такому разі постає питання використання автоматизованої системи. В даній роботі проводиться дослідження існуючих рішень для автоматизації процесів у тепличному господарстві з використанням бездротової передачі даних для керування параметрами та проводиться аналіз існуючих стандартів бездротової передачі даних. Також було проведено огляд існуючих публікацій на тему автоматизації тепличного господарства і проаналізовані основні сучасні стандарти забезпечення бездротового зв’язку у IoT-системах. В результаті було розроблено схему автоматизованої системи керування тепличним господарством з можливістю дистанційного керування за допомогою бездротової передачі даних та ручного налаштування параметрів мікроклімату, освітлення і поливу.

Актуальність теми дослідження. Проведення аналізу й порівняння популярних базових класичних топологій компенсації систем з індуктивною передачею енергії (ІПЕ), дасть змогу дослідникам обрати потрібну топологію компенсації при розробці високоефективних систем індуктивної передачі енергії, зокрема для бездротових зарядних пристроїв, акумуляторних батарей електротранспорту та інших приладів. Постановка проблеми. Зацікавленість щодо використання технологій бездротової передачі енергії (БПЕ) зростає, що зумовлено безпекою та зручністю бездротових побутових пристроїв, простотою використання електричних приладів та електротранспорту. З огляду на те, що будь-яка топологія компенсації базується на основі базових чотирьох класичних топологій, знання їхніх фізичних особливостей і роботи допоможе зрозуміти взаємодію більш складних комбінацій топологій. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті статті на тему бездротової передачі енергії, які описують математичні моделі топології компенсації. Більшість існуючих статей висвітлюють різні питання реалізації конкретної топології, не відображаючи проблему загалом. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Узагальнено інформацію по кожній топології, виділено їхні особливості й недоліки, а також приклади їх використання в конкретних випадках. Постановка завдання. Основними завданнями є аналіз і порівняння найбільш поширених базових класичних топологій компенсації систем з індуктивною передачею енергії та рекомендації щодо їх вибору й застосування. Викладення основного матеріалу. Розглянуто загальні відомості про чотири базові класичні топології схеми. Так само розглянуті вимоги до схем компенсації, яких треба дотримуватися для ефективної роботи схеми ІПЕ. Проведено аналіз та порівняльна характеристика базових топологій компенсації для ІПЕ. Були наведені переваги і недоліки кожної топології і сфери їх застосування. Висновки відповідно до статті. Результатом огляду є виділення особливостей кожної базової топології, їхні переваги й недоліки, за допомогою яких можна вибрати необхідну топологію залежно від поставленого завдання.

Ринкове середовище формує вимоги до молодих фахівців, а конкуренція між закладами вищої та фахової передвищої освіти спонукає готувати висококваліфікованих фахівців. Очевидно, що змістовне наповнення дисциплін залежить від прогнозованого технологічного розвитку країни та потреби у фахівцях на ринку праці. Воно має характеризуватися гнучкістю змісту й швидкою реакцією на запити ринку праці. Водночас саме змістовне насичення навчальних дисциплін може спонукати абітурієнта обрати той чи інший заклад освіти та визначитись із спеціальністю. Саме тому, використовуючи інформаційно-комунікаційні технології, слід здійснювати напрацювання найсучасніших програм підготовки фахівців. Поняття «Інтернет речей» є комплексним та досі розвивається. З функціональної точки зору «Інтернет речей» (IoT, Internet of Things) можна розподілити на кілька рівнів: кінцеві пристрої (засоби ідентифікації, давачі, виконавчі пристрої), транспортний рівень (телекомунікаційне середовище, що охоплює дротові та бездротові мережі) та рівень роботи з даними (інтелектуальні платформи, які здійснюють збір, зберігання та обробку). У статті розглядаються питання, які пов’язані з особливостями створення простих пристроїв у межах концепції Internet of Things на базі популярного Wi-Fi-модуля ESP8266 та впровадженням цих досліджень в освітній процес. Зокрема використання технології інтернету речей з сервісом IFTTT під час проєктного навчання в межах вивчення дисциплін «Основи автоматичного керування та роботехніка», «Мікропроцесорні пристрої та системи». Розкрито можливості такого проєктного навчання у формуванні компетенції Інтернету речей у майбутніх фахівців технічного профілю. У статті висвітлена покрокова методика реалізації технічної складової інтернету речей з сервісом IFTTT для створення розумного будинку. Розкрито технічні можливості, особливості підключення та взаємодії модуля ESP8266 та виконавчого пристрою. Показана організація доступу модуля до мережі Інтернет, відправлення та отримання ними даних з використанням популярного хмарного IoT-сервісу aRest. Показано, як використовувати сервіс погоди Weather Underground та Date & Time безкоштовного онлайн сервісу IFTTT для управління виконавчим пристроєм через Інтернет. У статті наведено вихідні коди програми керування для Wi-Fi-модуля ESP8266.

Викладені результати аналізу існуючих вимог до якості передавання відеотрафіка у комп’ютеризованих системах критичного застосування з бездротовими каналами зв’язку на базі мережі 4G. Був проведений аналіз методів управління процесом передавання відеотрафіка в мережах 4G. Розглянуті алгоритми контролю навантаження мережі, алгоритми управління чергами та алгоритми управління буферами у терміналах зв’язку та виділені найбільш ефективні для роботи з відеотрафіком в режимі реального часу. Проведений порівняльний аналіз методів математичної формалізації процесів управління відеотрафіком в бездротових мережах 4G. Порівняльний аналіз методів математичної формалізації процесів управління відеотрафіком показав, що доцільно застосовувати системи масового обслуговування для аналізу і моделювання процесів передавання відеотрафіка в бездротових мережах.

У статті наведено результати аналітичного огляду й критичного аналізу, а також створення інформаційно-вимірювальної системи автоматичного поливу тепличних культур із використанням теорії нечіткої логіки. Під час проведення досліджень було проаналізовано існуючі системи зрошення захищених ґрунтів та виявлено їх недоліки й переваги. Було розроблено алгоритм роботи створеної системи та її структурну схему. На базі пакету програмного забезпечення MATLAB & SIMULINK та підсистеми розширення Fuzzy Logic Toolbox створено базу правил керування системою та її імітаційну модель, а також проведено її тестування. На базі програмного забезпечення Proteus було створено комп'ютерну модель системи з еквівалентною заміною основних елементів та виконано її тестування з обліком реальних умов експлуатації. Встановлено, що створена система має наступні перспективи модернізації: бездротовий зв’язок з оператором та відображення стану системи та ґрунту, збереження інформації на хмарному сховищі, розширення функціоналу з моніторингу та внесення інших параметрів до взаємодії у базі правил.

Актуальність теми дослідження. Ця тема є актуальною у зв’язку зі зростаючим попитом та інтересом до бездротових зарядних пристроїв з боку дослідників та користувачів. Постановка проблеми. У процесі розробки систем бездротової передачі енергії дослідникам потрібно проектувати котушки індуктивності з різною точністю параметрів відповідно до поставлених завдань. Тому необхідно знати, наскільки точно можна розробити модель котушки індуктивності в одному з популярних пакетів. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації про різні програми, що використовуються для моделювання електромагнітних процесів. З джерел про будову котушок індуктивності зібрано необхідну інформацію для аналізу й порівняння. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Досі не було зібрано та узагальнено у зручному для порівняння вигляді інформацію про різні структури, будову і складові котушок індуктивності для бездротової передачі енергії. Питанню точності моделей котушок індуктивності у програмах, що ґрунтуються на методі скінчених елементів, також не приділялось достатньо уваги. Постановка завдання. Основне завдання полягає в оцінці точності моделювання двох однакових двошарових котушок для бездротової передачі електроенергії у відповідній програмі за методом скінчених елементів. Виклад основного матеріалу. Проведено аналіз структури індуктивностей, а саме геометрії обмотки, форми й матеріалу феритового осердя та його ролі екранування електромагнітного поля та направлення потоку магнітної індукції на значення індуктивності. Розроблено та запропоновано спрощену модель індуктивності й визначено її електромагнітні параметри. Висновки відповідно до статті. Підтверджено результати моделювання двошарових котушок, чим доведено, що ANSYS EM Suite є точним та надійним інструментом і навіть спрощені моделі індуктивностей цілком задовольняють вимоги інженерів та дослідників.

Вступ. З розвитком нових технологій значно розширилися можливості створення повністю автоматизованих систем діагностування, що особливо необхідно в разі складної обробки сигналів датчиків діагностичної системи. Сучасні конструкції датчиків забезпечують термокомпенсацію, одночасне вимірювання декількох параметрів та відрізняються великою надійністю (набагато вищою, ніж раніше), що полегшує побудову комплексних автоматизованих систем діагностування. Мета. Статтю присвячено розробленню прямого безперервного контролю температури підшипників шатунної шийки, що дасть змогу забезпечити більш раннє виявлення порушення режиму змащення обертових підшипників колінчастих валів суднових двигунів внутрішнього згоряння, та моделюванню процесу перегріву нижньої головки шатуна в разі порушення функціонування системи змащення. Результати. Запропоновано варіант конструкції датчика температури шатунного підшипника, який, на відміну від способу вимірювання з використанням радіотехнології поверхневої акустичної хвилі (SAW), має активний датчик температури та електрогенеруючий термоелемент. Такий пристрій може працювати в режимі як вимірювання температури, так і сигналізатора критичної температури. У першому варіанті постійно здійснюється передача та реєстрація температури вимірюваного об’єкта, а в другому – активація вихідного сигналу датчика за критичного значення температури підшипника та, відповідно, збільшення температурного градієнта на термоелементі. В останньому варіанті зростання температури об’єкта вимірювання призводить до підвищення електричної потужності термоелектричного елемента та в разі досягнення порогового значення температури здійснюється активація передачі аварійного сигналу модулем бездротової передачі даних до модуля бездротового прийому даних. Для визначення градієнта температур і подальшого конструювання датчика, а також вибору параметрів термоелектричного модуля наведено результати комп’ютерного моделювання процесу нагріву шатунного підшипника на прикладі дизельного двигуна МаК М32С. Висновки. Отримані результати системного моделювання вказують на те, що процес зміни температури шатунних підшипників є досить швидким, а тому потребує швидкої реєстрації критичного зростання температури системами безперервного моніторингу. Поставлене завдання можна вирішити шляхом модернізації таких систем дистанційними перетворювачами температури запропонованої конструкції.

Волоконно-ефірні технології зможуть стати перспективним рішенням для реалізації телекомунікаційних бездротових систем в міліметровому діапазоні хвиль. Фотонні методи формування радіосигналів та волоконно-ефірна архітектура змужуть забезпечити високу пропускну спроможність мереж за рахунок широкої смуги обробки до 10 ГГц, спектрального мультиплексування та використання форматів модуляції високого порядку. У статті проаналізовані перспективи і переваги реалізації бездротових телекомунікаційних систем з використанням волоконно-ефірних технологій в міліметровому діапазоні хвиль. Показані основні принципи фотонних методів формування та модуляції радіосигналів міліметрового діапазону, архітектури гібридної волоконно-ефірної мережі. Проаналізовано складові шуму, дискретність модуляції амплітуди і фази для квадратурного модульованого радіосигналу з використанням фотонних методів понижуючого перетворення частоти.

Резюме. У статті розглянуто новий програмно-апаратний комплекс для визначення втоми людини, який забезпечує високу точність і гнучкість проведення діагностичної операції. Цей комплекс характеризується зручністю та простотою у використанні, має можливість дистан-ційно змінювати частотно-імпульсні та кольоро-світлові характеристики і складається з простої електронної бази компонентів. Мета. Створення програмно-апаратної системи для визначення функціонального стану та втоми людини. Методи. Аналіз науково-методичної літератури, тестування. Результати. Залучення технології мікроконтролера з бездротовим ін-терфейсом дозволяє значно спростити компонентну базу електронної частини розробленого комплексу та розширити функціональність інструменту для діагностики втоми людини. Вико-ристання мобільних смарт-інструментів сприяє впровадженню методу дистанційного управ-ління та плавності регулювання ключових параметрів діагностичного процесу. Встановлено, що вимірювання точності зросло на 67 % порівняно з попередньою моделлю. Пропоноване програмне забезпечення робить цю процедуру доступною та простою для більшості опера-торів діагностики. Комплекс для визначення зорової втоми людини протестовано і рекомен-довано для промислового впровадження. Заявлене технічне рішення може бути використане в галузі безпеки життєдіяльності, виробничої санітарії, зокрема в системі визначення рівня втоми програмістів, операторів персональних комп’ютерів, диспансерного спостереження за станом зору школярів, студентів, спортсменів.Ключові слова: програмно-апаратний комплекс, електронно-компонентна основа, програм-ний продукт, частота пульсацій, мерехтiння.

Актуальність дослідження. Постійний розвиток НВЧ систем зумовлює появу новітніх пристроїв та методів вимірювання параметрів різноманітних матеріалів. Сфера застосування техніки, що працює в діапазоні надвисоких частот, стрімко розширюється. Велика кількість сучасних систем працюють у діапазоні 2-8 ГГц в межах приміщення та між різними інженерними спорудами. Ефективність їхньої роботи пов’язана з проходженням високочастотних сигналів через різні навколишні перешкоди – стіни, двері, перекриття тощо. Тому актуальним завданням є детальне дослідження взаємодії НВЧ сигналів із різними матеріалами. Серед них особливе місце посідає деревина, що має високу здатність до поглинання вологи, а вміст води в матеріалі навіть у незначних кількостях суттєво впливає на його фізико-хімічні й електричні властивості. Постановка проблеми. Поширення радіохвиль у приміщенні має складний характер, оскільки сучасна будова являє собою неоднорідний простір, заповнений хаотично розташованими напівпровідними перешкодами. Здебільшого в точку прийому потрапляє не одна хвиля, а кілька – за рахунок віддзеркалень від різних поверхонь і дифракції на перешкодах. Розуміння впливу різних факторів на поширення радіохвиль має безліч практичних застосувань, від вибору частот для міжнародного короткохвильового телерадіомовлення до проєктування надійних мобільних телефонних систем, радіонавігації та експлуатації радіолокаційних систем та систем моніторингу. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Питання розповсюдження радіохвиль у повітрі вивчені дуже ретельно й повно. Визначено затухання сигналів залежно від частоти. Це дозволило створити надійні і оптимально структуровані канали бездротового зв’язку, що працюють на частотах, для яких затухання сигналу найменше. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Останніми роками дедалі більше розвиваються системи радіозв’язку, які працюють в умовах розповсюдження радіохвиль за наявності різноманітних перешкод. Наприклад, мобільний зв’язок чи бездротовий Інтернет, які працюють зокрема в приміщеннях і будівлях. Такі параметри каналів радіозв’язку, як потужність передавачів, конструкція та розміщення антен тісно пов’язані з взаємодією радіохвиль з різноманітними перешкодами. Такими перешкодами, зокрема, можуть бути різні будівельні конструкції – стіни, перекриття та ін. Вони послаблюють потужність радіохвиль, що проходять крізь них. Значення такого послаблення може суттєво залежати від рівня вологості матеріалу перешкоди. Наведені в різних літературних джерелах дані здебільшого не враховують цього аспекту. Мета дослідження полягає у вивченні впливу вологості дерев’яних матеріалів на рівень послаблення НВЧ сигналів та визначення частот, на яких спостерігається мінімальний рівень послаблення. Виклад основного матеріалу. У статті проведено експериментальні дослідження з визначення ступеня послаблення НВЧ сигналів дерев’яними матеріалами при різному рівню вологості речовини. Отримані результати порівнювались із проходженням радіохвиль через сухий зразок. Це дало змогу з’ясувати саме вплив зміни вологості на послаблення радіосигналу. Вимірювання проводились в діапазоні частот 2–8 ГГц та зміні вологості зразків від 0 до 8 %. Проведено аналіз послаблення сигналу від ступеня вологості на окремих частотах. Здійснено порівняння послаблення радіохвиль різними матеріалами з однаковим рівнем вологості. Висновки відповідно до статті. За результатами експериментальних досліджень було побудовано графічні залежності затухання сигналу від рівня вологості зі збільшенням частоти для обраних порід дерева: дуба, сосни, верби та берези. Отримані дані дозволяють виділити частотні інтервали для оптимальної роботи апаратури.

Theoretical researches of efficiency of electric energy transfer in the wireless charger of inductive type with serial resonance in circles of transmitting and receiving coils are carried out. It is shown that this efficiency depends on the parameter (the product of the magnetic coupling coefficient and the Q- factor of the coils) and the ratio of the active resistances of the battery and the coil. It is shown that there is an optimal value of this ratio, at which the efficiency of the device is maximum (when ) and its value increases monotonically with increasing parameter . Moreover, to achieve an efficiency greater than 0.8, it is necessary to have a system of coils with a value of 10. The graphical dependences that determine the value of this efficiency as a function of these two parameters and set the allowable interval for changing the resistance ratio in terms of high energy efficiency. Numerical calculation of the high-frequency magnetic field (with an operating frequency of 100 kHz) generated by the coils was performed, in two cases - in the absence of shielding and in the presence of aluminum electromagnetic screens and showed high efficiency of such screens. The peculiarity of the calculation is that to determine the values of complex currents in both coils, which depend on the mode of operation of the whole device, use their preliminary calculation based on the created Simulink-model of the device. References 14, figures 5, table 2.

У статті розглянуто загальні засади інформатизації суспільства, визначені суттєві відмінності рівня здійснення діджиталізації на рівні держави та адміністративно-територіальних одиниць. Зроблено акцент на важливості фінансового забезпечення процесів діджиталізації та впровадження інформаційно-комунікаційних технологій на місцях. Акцентовано на тому, що ефективне публічне адміністрування полягає у безперервному контролі громадянського суспільства, що підіймається на публічний рівень, використовуючи знання, досвід та інформацію, де зберігаються і через яку передається цей досвід як головний інструмент вирішення проблем суспільства загалом. Процес впровадження інформаційно-комунікаційних технологій фактично сформував якісно нову, глобальну організаційну культуру, в якій індивід, що вільно управляє інформацією, здатний істотно впливати на соціально-організаційні правила гри, роблячи виклик самому інституту держави і права. Для сучасної системи державної влади не тільки необхідно, а й природно використовувати передові інформаційно-комунікаційні технології. Але ці процеси повинні одночасно реалізовуватися і в програмах на місцях, які повинні максимально наближувати людину до реального вирішення питань місцевого значення та негайного отримання інформації. Зроблено висновок, що процеси інформатизації та діджиталізації нашого суспільства та держави тісно переплелись та нерозривно пов’язані одне з одним. У зв’язку з цим на місцях важливо забезпечити доступ громадян до бездротової мережі Інтернет, створити при органах місцевого самоврядування комп’ютерні центри для всіх верств населення, сприяти розвитку комп’ютерної освіти громадян, поширювати інформацію про важливість та необхідність діджиталізації суспільства в цілому та кожного громадянина зокрема.

Розкрито проблеми безпеки у практиці реалізації технології Інтернету речей. Здійснено аналіз проблем Інтернету речей, головною з яких обрано проблему забезпечення інформаційної безпеки. Зазначається, що численні програми Інтернету речей можна об'єднати в три групи – індустріальну або промислову, навколишнього середовища, громадську. Описано всі технології, що входять до безперервних обчислювальних процесів Інтернету речей, такі як: радіочастотна ідентифікація; обробка великих масивів інформації, Big Data; між машинна взаємодія (Machineto Machine, М2М); кібер-фізичні системи (біологічних, фізичних і ін., операції яких інтегруються, контролюються і управляються комп'ютерним ядром); визначення місця розташування за допомогою ГЛОНАСС і GPS; надання широкосмугового зв'язку, в тому числі глобального стандарту цифрового мобільного стільникового зв'язку з розділенням каналів за часом (TDMA) і частотою (FDMA); бездротових сенсорних мереж та інших сучасних технологій. Підкреслено, що враховуючи всі характеристики Інтернету речей, він має три рівні: рівень сприйнятті, мережевий рівень і прикладний рівень, кожен з яких здійснює завдання та виконує покладені на нього функції. Запропоновано окремо до кожного зазначеного рівня низку проблем інформаційної безпеки. Описано причини програмної вразливості Інтернету речей та визначено складність програмного забезпечення в Інтернеті речей із зазначенням заходів здатних знизити рівень вразливості. Наголошено, що для проектування програмного забезпечення необхідно емулювати поведінку приладів Інтернету речей, тобто створити імітатор зовнішнього середовища для серверів. Унаслідок обмежень в приладах (енергозабезпечення, продуктивність процесора, пам'ять) в Інтернеті речей стоїть складне завдання уникнути сильної розбіжності між емулятором і приладом. Наведено поняття бекдор та описано принципи застосування бекдору

У наш час шифрування даних та конфіденційність є однією з найважливіших проблем. У даній статті ми розглянемо сучасні методи шифрування та розкриємо всі аспекти, що пов’язані з актуальністю використання та вразливістю алгоритму RC4. Методика шифрування – це процес перетворення даних відкритого тексту в зашифрований текст з метою приховування його значення і таким чином, запобігання несанкціонованому одержувачу отримати вихідні дані. Отже, шифрування в основному використовується для забезпечення секретності. Компанії зазвичай шифрують свої дані перед передачею, щоб переконатися, що дані захищені під час транзиту. Зашифровані дані надсилаються через загальнодоступну мережу і розшифровуються одержувачем. До появи Інтернету криптографія займалася тільки шифруванням повідомлень — перетворенням повідомлень з зрозумілих в незрозумілі, роблячи їх нечитабельним для людини, яка перехопила повідомлення, і зворотним перетворенням одержувачем при збереженні суті повідомлення. Останніми роками криптографія розпочала поширюватися і окрім таємної передачі повідомлень стала включати в себе методи перевірки цілісності повідомлень, технології безпечного спілкування, аутентифікацію відправника та одержувача (за допомогою ключів, цифрових підписів, тощо), і багато іншого. У даній статті буде розглянуто алгоритм RC4, також відомий як ARC4 або ARCFOUR – потоковий шифр, який широко застосовується в різних системах захисту інформації в комп'ютерних мережах (наприклад, в протоколах SSL і TLS, алгоритмах забезпечення безпеки бездротових мереж WEP і WPA).

В умовах складної електромагнітної обстановки, що формується за рахунок впливу зовнішніх та внутрішніх джерел, а також внаслідок широкого застосування бездротових систем передачі інформації, завдання, пов’язані із застосуванням екрануючих конструкцій значно ускладнюються. Зокрема, необхідність забезпечення стабільної роботи мобільного зв’язку накладає певні обмеження на коефіцієнти екранування захисних матеріалів. Це потребує визначення загальних підходів до запровадження екранування на принципах розумної достатності, враховуючи як захист людей від електромагнітних впливів, так і виробничі потреби. Встановлено, що необхідним є розроблення схеми проектування електромагнітних екранів з урахуванням складності електромагнітної обстановки. Мета роботи – розроблення загальних засад проектування екрануючих матеріалів та конструкцій з урахуванням гранично допустимих рівнів магнітних та електромагнітних полів різного походження. Обґрунтовано, що для проектування магнітних та електромагнітних екранів доцільно використати експериментальні дані щодо залежності коефіцієнтів екранування від товщини захисного матеріалу, вмісту екрануючої металевої та металовмісної субстанції у полімерній матриці тощо. Визначено коефіцієнти екранування магнітного поля промислової частоти, електромагнітного поля частотою 1,8 ГГц та геомагнітного поля композиційними металополімерними матеріалами різної товщини та характеристик. Встановлено, що оптимізація параметрів матеріалів щодо впливів полів цих трьох походжень неможлива. Наведено схему, яка може бути використана за наявності електромагнітних полів різного походження та широкого частотного спектра. Але передумовою таких робіт є проведення моніторингу електромагнітної обстановки у виробничих приміщеннях з визначенням амплітудно-частотних характеристик електромагнітних полів різного походження. Здійснення проектних та впроваджувальних робіт за розробленою схемою є найбільш доцільним підходом щодо проектування захисних матеріалів та екрануючих конструкцій. Такий підхід мінімізує витрати часу та коштів на роботи з електромагнітної безпеки

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с