Выбор способа передачи данных при проведении исследования, направленного на повышение надежности и обеспечение безопасной эксплуатации изделий

Анатолий Аркадьевич Баевский; Максим Сергеевич Аносов; Алексей Юрьевич Панов

doi:10.21638/spbu10.2024.207

Авторы

Анатолий Аркадьевич Баевский Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Российская Федерация, 603155, Нижний Новгород, ул. Минина, 24 https://orcid.org/0009-0003-1648-5276
Максим Сергеевич Аносов Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Российская Федерация, 603155, Нижний Новгород, ул. Минина, 24
Алексей Юрьевич Панов Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева, Российская Федерация, 603155, Нижний Новгород, ул. Минина, 24

DOI:

https://doi.org/10.21638/spbu10.2024.207

Аннотация

Цель данной работы — выбрать оптимальный способ передачи данных для проведения исследования повышения надежности и обеспечения безопасной эксплуатации изделий, полученных методом 3D-печати и эксплуатируемых при пониженных температурах. Это очень важно, так как любая возникающая ошибка чревата дальнейшими неточностями, а впоследствии, возможно, и приведет к гибели человека. Описаны основные способы передачи данных, подходящие для изучаемого случая. Подробно разобраны их преимущества, недостатки. Проведено сравнение каждого способа путем присвоения оценок по требуемым группам показателей. По результатам сравнения сделаны выводы о наилучшем способе передачи данных, что может быть полезно для проведения дальнейших работ и схожих исследований в будущем.

Ключевые слова:

передача данных, 3D-печать, Wi-Fi, RFID, Bluetooth

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Литература

Кабалдин Ю. Г., Аносов М. С., Шатагин Д. А., Колчин П. В. Получение хладостойких металлов наномодифицированием при 3D-печати электродуговой наплавкой с использованием квантово-механического и нейросетевого моделирования // Вестник машиностроения. 2022. № 9. C. 75–80. https://doi.org/10.36652/0042-4633-2022-9-75-80

Кабалдин Ю. Г., Аносов М. С., Шатагин Д. А., Колчин П. В., Желонкин М. В., Рябов Д. А. Failure of metals produced by additive arc surfacing: Neural network analysis // Russian Engineering Research. 2022. Vol. 42. N 11. P. 1164–1169. https://doi.org/10.3103/S1068798X22110119

Mannah M. A., Ginot N., Batard C. Effect of the power cable on data transmission over a pulsewidth-modulated network // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2014. Vol. 61. N 8. P. 4238–4245. https://doi.org/10.1109/TIE.2013.2288189

Wu H., Jiao C., Cui X. Study on coupling of very fast transients to secondary cable via a test platform // IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility. 2018. Vol. 60. N 5. P. 1366–1375. https://doi.org/10.1109/TEMC.2017.2761998

Фаустов И. С., Токарев А. Б., Сладких В. А., Козьмин В. А., Крыжко И. Б. Радиоконтроль служебных параметров сигнала Bluetooth // Системы управления, связи и безопасности. 2021. № 3. C. 135–151. https://doi.org/10.24412/2410-9916-2021-3-135-151

Sakkopoulos E., Ioannou Z.-M., Viennas E. Personalized data minimization assurance using Bluetooth low energy // Advanced Sciences and Technologies for Security Applications. 2020. P. 41–58. https://doi.org/10.1007/978-3-030-39489-9_3

Hasan M. M., Faruque M. R. I., Islam M. T. Dual band metamaterial antenna for LTE/Bluetooth/WiMAX system // Scientific Reports. 2018. N 8. Р. 1240. https://doi.org/10.1038/s41598-018-19705-3

Qazi R. , Parker K. E., Kim C. Y., Rill R., Norris M. R., Chung J., Bilbily J., Kim J. R., Walicki M. C., Gereau G. B., Lim H., Xiong Y., Lee J. R., Tapia M. A., Kravitz A. V., Will M. J., Ha S., McCall J. G., Jeong J.-W. Scalable and modular wireless-network infrastructure for large-scale behavioural neuroscience // Natural Biomedical Engineering. 2022. N 6. Р. 771–786. https://doi.org/10.1038/s41551-021-00814-w

Huang Z., Hao Y., Li Y. Three-dimensional integrated stretchable electronics // Natural Electronics. 2018. N 1. Р. 473–480. https://doi.org/10.1038/s41928-018-0116-y

Albazrqaoe W., Huang J., Xing G. A practical Bluetooth traffic sniffing system: design, implementation, and countermeasure // IEEE/ACM Transactions on Networking. 2019. Vol. 27. N 1. P. 71–84. https://doi.org/10.1109/TNET.2018.2880970

Сушко А. Д., Фунтов Д. А., Матюшов Д. А., Аль-Ханани М. А., Родыгина И. В. Сравнительный анализ современных технологий передачи данных // Эксплуатация морского транспорта. 2019. № 2 (91). C. 114–119. https://doi.org/10.34046/aumsuomt91/19

Мизаев М. М., Назаева М. И., Мурзаев Х. А. Принципы работы сети Wi-Fi // Вопросы устойчивого развития общества. 2020. № 7. C. 229–233. https://doi.org/10.34755/IROK.2020.36.52.188

Koelemeij J. C. J., Dun H., Diouf C. E. V. A hybrid optical-wireless network for decimetre-level terrestrial positioning // Nature. 2022. N 611. P. 473–478. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05315-7

Jiang Z. Eliminating the barriers: demystifying Wi-Fi baseband design and introducing the picoscenes Wi-Fi sensing platform // IEEE Internet of Things Journal. 2022. Vol. 9. N 6. P. 4476–4496. https://doi.org/10.1109/JIOT.2021.3104666

Wang W., Chen Y., Wang L., Zhang Q. Sampleless Wi-Fi: Bringing low power to Wi-Fi communications // IEEE/ACM Transactions on Networking. 2017. Vol. 25. N 3. P. 1663–1672. https://doi.org/10.1109/TNET.2016.2643160

Zhang J., Lyu Y., Patton J., Periaswamy S. C. G., Roppel T. BFVP: A probabilistic UHF RFID tag localization algorithm using bayesian filter and a variable power RFID model // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2018. Vol. 65. N 10. P. 8250–8259. https://doi.org/10.1109/TIE.2018.2803720

Khadka G., Arefin M. S., Karmakar N. C. Using punctured convolution coding (PCC) for error correction in chipless RFID tag measurement // IEEE Microwave and Wireless Components Letters. 2020. Vol. 30. N 7. P. 701–704. https://doi.org/10.1109/LMWC.2020.2994189

Barbot N., Rance O., Perret E. Classical RFID versus chipless RFID read range: Is linearity a friend or a foe? // IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 2021. Vol. 69. N 9. P. 4199–4208. https://doi.org/10.1109/TMTT.2021.3077019

Dobrykh D., Yusupov I., Ginzburg P. Self-aligning roly-poly RFID-tag // Scientific Reports. 2022. N 12. P. 2140. https://doi.org/10.1038/s41598-022-06061-6

Zhu W., Cao J., Xu Y., Yang L., Kong J. Fault-tolerant RFID-reader localization based on passive RFID-tags // IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems. 2014. Vol. 25. N 8. P. 2065–2076. https://doi.org/10.1109/TPDS.2013.217

References

Kabaldin Yu. G., Anosov M. S., Shatagin D. A., Kolchin P. V. Poluchenie hladostojkih metallov nanomodificirovaniem pri 3D-pechati elektrodugovoj naplavkoj s ispol'zovaniem kvantovo-mekhanicheskogo i nejrosetevogo modelirovaniya [Production of gold-resistant metals by nanomodification in printing by electric arc welding using quantum mechanical and neural network modeling]. Vestnik of Machine-building, 2022, no. 9, pp. 75–80. https://doi.org/10.36652/0042-4633-2022-9-75-80 (In Russian)

Kabaldin Yu. G., Anosov M. S., Shatagin D. A., Kolchin P. V., Zhelonkin M. V., Ryabov D. A. Failure of metals produced by additive arc surfacing: Neural network analysis. Russian Engineering Research, 2022, vol. 42, no. 11, pp. 1164–1169. https://doi.org/10.3103/S1068798X22110119

Mannah M. A., Ginot N., Batard C. Effect of the power cable on data transmission over a pulsewidth-modulated network. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2014, vol. 61, no. 8, pp. 4238–4245. https://doi.org/10.1109/TIE.2013.2288189

Wu H., Jiao C., Cui X. Study on coupling of very fast transients to secondary cable via a test platform. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, 2018, vol. 60, no. 5, pp. 1366–1375. https://doi.org/10.1109/TEMC.2017.2761998

Faustov I. S., Tokarev A. B., Sladkih V. A., Koz'min V. A., Kryzhko I. B. Radiokontrol' sluzhebnyh parametrov signala Bluetooth [Radio monitoring of Bluetooth signals service parameters]. Systems of Control, Communication and Security, 2021, no. 3, pp. 135–151. https://doi.org/10.24412/2410-9916-2021-3-135-151 (In Russian) pagebreak

Sakkopoulos E., Ioannou Z.-M., Viennas E. Personalized data minimization assurance using Bluetooth low energy. Advanced Sciences and Technologies for Security Applications, 2020, pp. 41–58. https://doi.org/10.1007/978-3-030-39489-9_3

Hasan M. M., Faruque M. R. I., Islam M. T. Dual band metamaterial antenna for LTE/ Bluetooth/WiMAX system. Scientific Reports, 2018, no. 8, р. 1240. https://doi.org/10.1038/s41598-018-19705-3

Qazi R., Parker K. E., Kim C. Y., Rill R., Norris M. R., Chung J., Bilbily J., Kim J. R., Walicki M. C., Gereau G. B., Lim H., Xiong Y., Lee J. R., Tapia M. A., Kravitz A. V., Will M. J., Ha S., McCall J. G., Jeong J.-W. Scalable and modular wireless-network infrastructure for large-scale behavioural neuroscience. Nature Biomedical Engineering, 2022, no. 6, рр. 771–786. https://doi.org/10.1038/s41551-021-00814-w

Huang Z., Hao Y., Li Y. Three-dimensional integrated stretchable electronics. Nature Electronics, 2018, no. 1, рр. 473–480. https://doi.org/10.1038/s41928-018-0116-y

Albazrqaoe W., Huang J., Xing G. A practical Bluetooth traffic sniffing system: design, implementation, and countermeasure. IEEE/ACM Transactions on Networking, 2019, vol. 27, no. 1, pp. 71–84. https://doi.org/10.1109/TNET.2018.2880970

Sushko A. D., Funtov D. A., Matyushov D. A., Al'-Hanani M. A., Rodygina I. V. Sravnitel'nyj analiz sovremennyh tekhnologij peredachi dannyh [Comparative analysis of modern data transmission technologies]. Operation of Marine Transport, 2019, no. 2 (91), pp. 114–119. https://doi.org/10.34046/aumsuomt91/19 (In Russian)

Mizaev M. M., Nazaeva M. I., Murzaev H. A. Principy raboty seti Wi-Fi [How does Wi-Fi work]. Issues of Sustainable Development of Society, 2020, no. 7, pp. 229–233. https://doi.org/10.34755/IROK.2020.36.52.188 (In Russian)

Koelemeij J. C. J., Dun H., Diouf C. E. V. A hybrid optical-wireless network for decimetre-level terrestrial positioning. Nature, 2022, no. 611, pp. 473–478. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05315-7

Jiang Z. Eliminating the barriers: demystifying Wi-Fi baseband design and introducing the picoscenes Wi-Fi sensing platform. IEEE Internet of Things Journal, 2022, vol. 9, no. 6, pp. 4476–4496. https://doi.org/10.1109/JIOT.2021.3104666

Wang W., Chen Y., Wang L., Zhang Q. Sampleless Wi-Fi: Bringing low power to Wi-Fi communications. IEEE/ACM Transactions on Networking, 2017, vol. 25, no. 3, pp. 1663–1672. https://doi.org/10.1109/TNET.2016.2643160

Zhang J., Lyu Y., Patton J., Periaswamy S. C. G., Roppel T. BFVP: A probabilistic UHF RFID tag localization algorithm using bayesian filter and a variable power RFID model. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2018, vol. 65, no. 10, pp. 8250–8259. https://doi.org/10.1109/TIE.2018.2803720

Khadka G., Arefin M. S., Karmakar N. C. Using punctured convolution coding (PCC) for error correction in chipless RFID tag measurement. IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 2020, vol. 30, no. 7, pp. 701–704. https://doi.org/10.1109/LMWC.2020.2994189

Barbot N., Rance O., Perret E. Classical RFID versus chipless RFID read range: Is linearity a friend or a foe? IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2021, vol. 69, no. 9, pp. 4199–4208. https://doi.org/10.1109/TMTT.2021.3077019

Dobrykh D., Yusupov I., Ginzburg P. Self-aligning roly-poly RFID-tag. Scientific Reports, 2022, no. 12, p. 2140. https://doi.org/10.1038/s41598-022-06061-6

Zhu W., Cao J., Xu Y., Yang L., Kong J. Fault-tolerant RFID-reader localization based on passive RFID-tags. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems, 2014, vol. 25, no. 8, pp. 2065–2076. https://doi.org/10.1109/TPDS.2013.217