Беспроводные сети управления комплексов

ФК ЛУР-10 и СПУ 2А85

                                                                       

                                                           Инкин А.И.

                                                           Цукерман М.А.

                                                           к.т.н. Чанкаев С.К.

 

За последние годы ОАО "Пиро-Росс" разработало и серийно изготавливает различные фейерверочные комплексы с программируемыми автоматическими системами запуска на базе микропроцессоров.

Мероприятия, подобные церемонии открытия и закрытия олимпийских игр, международному фестивалю, требуют инициирования нескольких пусковых точек одновременно, когда необходимо получить широко развернутую картину в небе, либо целую панораму. Целесообразным, а в некоторых случаях и единственным способом решения этих задач является  построение сложноподчиненных беспроводных сетей управления  комплексами ФК ЛУР-10 и  СПУ 2А85.

Рассмотрим состав и способы построения беспроводных сетей фейерверочных комплексов. В состав такой сети входит:

- модуль управления  ЛУР-901 (или АРМ командира Салютного подразделения);

- пусковая единица (ФК ЛУР-10, СПУ 2А85);

На рисунке 1 изображена схема построения простой сети по типологии «Звезда»:

Рисунок 1 – простая подчиненная сеть

 В данной модели построения сети все пусковые единицы (ПЕ) равноправны и работают по командам модуля управления и «по запросу». Причем команды (запросы) могут быть как адресными, так и широковещательными. В свою очередь, модуль управления ЛУР-901 адресно посылает команды (запросы) и по ответам анализируется качество связи и состояние цепей пусковых единиц. Такая схема построения наиболее распространена и удовлетворяет большинству задач решаемых при проведении современных фейерверков. Примером работы такой системы может служить фестивальный фейерверк в парке 850-летия Москвы в 2016 году.

Данный способ построения наиболее простой. Он применяется для управления N количеством точек на одной условной сцене (S).

Пиротехническое шоу (F), состоящее из N количества точек и одной сцене (S) можно выразить следующей формулой:

Для создания пиротехнического шоу состоящего из нескольких сцен необходима наиболее сложная архитектура построения. В ней добавляется еще одно звено – координатор. Сеть в схеме с координатором будет иметь структуру «дерева».

На рисунке 2 представлен вид схемы построения сети управления комплексами ФК ЛУР-10 и 2А85 по типу «дерево».

Рисунок 2 – схема с координатором.

Таким образом, состав сети с координатором будет следующим:

- модуль управления  ЛУР-901 (или АРМ командира Салютного подразделения);

- координатор подсети;

- пусковая единица (ФК ЛУР-10, СПУ 2А85);

Схема управления данной архитектуры будет функционировать по другому алгоритму.

По-прежнему основным управляющим звеном  является ЛУР-901, который  строит общую сеть с координаторами (C). Координаторы, в свою очередь, будут образовывать собственную подсеть с пусковыми единицами. Таким образом, координатор будет играть роль некого буфера между ЛУР-901 и ПЕ. Схема функционирует по аналогичному алгоритму: координатор посылает команды (запросы) ПЕ, а ЛУР-901 собирает информацию о качестве связи и состоянии пусковых цепей ПЕ соответственно от координатора.

В данном случае, пиротехническое шоу (F), приобретает следующий вид:

F - пиротехническое шоу;

S – условная сцена;

N, P, K – пусковая единица.

В данной формуле мы подразумеваем, что каждая ПЕ имеет свой сценарий. Примером такого фейерверка может служить праздничный салют на 23 февраля или 9 мая проводимый с 72 салютных установок, расположенных в 16 точках Москвы (условных сценах).

Частным случаем такой схемы будет являться пиротехническое шоу, когда условные сцены (S) равны между собой. Фейерверк описывается формулой:

 

где n – количество условных сцен, а S1=S2=Si

Рассмотрев построение сложноподчиненных беспроводных сетей управления  комплексами ФК ЛУР-10 и  СПУ 2А85, стоит отметить сами приемо-передающие устройства (радиомодемы). В комплексах производства ОАО «Пиро-Росс» используются модемы российского производства с частотами нижней границы УКВ диапазона. Это поддиапазон с частотами 33-48,5 МГц.

            Выбранный диапазон частот, по сравнению с любительскими 868 и 433 МГц, обладает рядом преимуществ: во-первых – это низкая зашумленность эфира в данном диапазоне. А использование диапазонов стандарта 802.11 или GSM в таких ответственных мероприятиях как пиротехническое шоу – вообще может привести к отказу всей системы. Т.к. фейерверк проводится при массовом скоплении людей, то получается высокая концентрация (от нескольких сотен до сотен тысяч) ВЧ устройств на одной точке пространства и зачастую происходит  перегрузка базовой станции оператора. При использовании технологий частотного разделения каналов в случае с Wi-Fi (802.11) может получиться забивание канала.        Во-вторых, в предложенном диапазоне радиоволны обладают гораздо большей длиной, за счет чего они способны огибать препятствия, а не отражаться от них, что в совокупности с высокой выходной мощностью позволяет достигать больших дистанций между точками синхронизации без потери качества сигнала.

            В-третьих, радиомодемы в диапазоне частот 33-48,5 МГц обладают гораздо большей официально-декларированной выходной мощностью, порядка 20 Вт. Это позволяет без оформления дополнительных разрешений использовать эти модемы на полную мощность для управления точками, расположенных на значительном расстоянии от пульта ЛУР-901.

 Основные технические характеристики  беспроводной сети системы управления комплексов ФК ЛУР-10 и СПУ 2А85:

 

1. Рабочая частота -                                      33-48,5 МГц.

2. Максимальная мощность передачи -        40 Вт.

3. Дальность связи -                                      5-30 км.     

4. Диапазон рабочих температур -                от  - 40 до +50 ˚С.   

 

Рассмотрев построение сложноподчиненных беспроводных сетей управления  комплексами ФК ЛУР-10 и  СПУ 2А85, можно сделать вывод, что применение фейерверочных комплексов ФК ЛУР-10 с системой запуска по радиоканалу ЛУР-901 существенно повышает зрелищность фейерверка за счет синхронности запуска установок на нескольких точках.

А использование радиочастот диапазона 33-48,5 МГц обеспечивает надежную радиосвязь между пусковыми точками.

 


пиротехника фейерверки пиротехническое оборудование салют салюты хлопушки петарды модная женская одежда для женщин швейное производство ОАО Пиро-Росс - пиротехника и одежда для женщин