Ezzel az azonosítóval hivatkozhat erre a dokumentumra forrásmegjelölésben vagy hiperhivatkozás esetén:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48399| Title: | Методи та засоби побудови комп’ютерних систем для моніторингу сейсмічної активності земної кори |
| Other Titles: | Methods and tools for building computer systems to monitor seismic activity in the Earth's crust |
| Authors: | Клочко, Дмитро Геннадійович Klochko, Dmytro |
| Affiliation: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя Ternopil Ivan Puluj National Technical University |
| Bibliographic description (Ukraine): | Клочко Д.Г. Методи та засоби побудови комп’ютерних систем для моніторингу сейсмічної активності земної кори : кваліфікаційна робота на здобуття ступеня магістр: спец. 123 — комп’ютерна інженерія / наук.кер. Ю.З. Лещишин. — Тернопіль: ТНТУ, 2024. — 80 с. |
| Bibliographic description (International): | Klochko D. Methods and tools for building computer systems to monitor seismic activity in the Earth's crust : Master Thesis „123 — Computer Engineering“ / Dmytro Klochko - Ternopil, TNTU, 2024 – 80 p. |
| Issue Date: | 17-dec-2024 |
| Submitted date: | 27-dec-2024 |
| Date of entry: | 17-dec-2024 |
| Publisher: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Country (code): | UA |
| Place of the edition/event: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Supervisor: | Лещишин, Юрій Зіновійович Leshchyshyn, Yurii |
| Committee members: | Марценко, Сергій Володимирович Martsenko, Serhiy |
| UDC: | 004.9:500.34 |
| Keywords: | 123 комп’ютерна інженерія комп’ютерна система моніторинг геофон мікроконтролер сейсмічна активність computer system monitoring geophone microcontroller seismic activity |
| Number of pages: | 80 |
| Abstract: | Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню методів і засобів побудови комп’ютерних систем для моніторингу сейсмічної активності земної кори. Робота грунтується на аналізі публікацій стосовно існуючих систем моніторингу сейсмічної активності земної кори, математичних моделей сейсмічних подій та їх частотних характеристик.
На основі аналізу побудовано комп’ютерну систему для моніторингу сейсмічної активності земної кори, яка побудована на основі геофону із визначенням його координат розташування за допомогою GPS модуля. Отримані дані форматуються у пакети із вказанням часу, координати і сигналу з геофону і надсилаються за допомогою протоколу ZigBee.
Побудована комп’ютерна система для моніторингу сейсмічної активності земної кори за рахунок такого функціоналу має гнучкі можливості по формуванню сенсорних полів різної конфігурації під різні задачі. The qualification work is devoted to the study of methods and means of building computer systems for monitoring seismic activity of the earth's crust. The work is based on the analysis of publications on existing systems for monitoring seismic activity of the earth's crust, mathematical models of seismic events and their frequency characteristics. Based on the analysis, a computer system for monitoring seismic activity of the earth's crust was built, which is built on the basis of a geophone with the determination of its location coordinates using a GPS module. The received data are formatted into packets indicating the time, coordinates and signal from the geophone and are sent using the ZigBee protocol. The built computer system for monitoring seismic activity of the earth's crust due to such functionality has flexible capabilities for forming sensor fields of various configurations for various tasks. |
| Content: | ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ 8 ВСТУП 9 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ІСНУЮЧИХ КОМПЛЕКСІВ МОНІТОРИНГУ СЕЙСМІЧНОЇ АКТИВНОСТІ 12 1.1. Аналіз програмних комплексів моніторингу сейсмічної активності 12 1.1.1. SeisComP (Seismological Communication Processor) 13 1.1.2. Earthworm 15 1.1.3. ShakeAlert 16 1.2. Сейсмічні датчики для комп’ютерної системи 18 1.2.1. Сейсмічні датчики 18 1.2.2. Геофони 19 1.2.3. Сейсмічні акселерометри 21 1.3. Висновки до розділу 1 21 РОЗДІЛ 2 МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ТА МЕТОДИ ВІДБОРУ СЕЙСМІЧНИХ СИГНАЛІВ 23 2.1. Формування сейсмічних хвиль 23 2.2. Математичні моделі сейсмічних хвиль 28 2.3. Частотні характеристики сейсмічних хвиль 30 2.4. Схеми розміщення геофонів на місцевості 32 2.5. Висновки до розділу 35 РОЗДІЛ 3 ПОБУДОВА ТА ТЕСТУВАННЯ КОМП’ЮТЕРНОЇ СИСТЕМ МОНІТОРИНГУ СЕЙСМІЧНОЇ АКТИВНОСТІ 37 3.1. Обґрунтування апаратної платформи для побудови мережі датчиків 37 3.1.1. Бездротовий модуль HOLYIOT-18010-nRF52840 37 3.1.2. 32-бітне процесорне ядро ARM Cortex-M4 39 3.1.3. Вибір протоколу зв’язку 40 3.2. Побудова структури комп’ютерної системи моніторингу сейсмічної активності 42 3.3. Побудова електричної схеми комп’ютерної системи моніторингу сейсмічної активності 43 3.4. Побудова алгоритму роботи комп’ютерної системи моніторингу сейсмічної активності 48 3.5. Побудова програми роботи комп’ютерної системи моніторингу сейсмічної активності 50 3.6. Тестування комп’ютерної системи моніторингу сейсмічної активності 55 3.7. Висновки до розділу 3 56 РОЗДІЛ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 58 4.1. Охорона праці 58 4.2. Безпека в надзвичайних ситуаціях 61 ВИСНОВКИ 65 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 66 Додаток A. Тези конференцій 70 Додаток Б Скрипт програми 76 |
| URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/48399 |
| Copyright owner: | © Клочко Дмитро Геннадійович, 2024 © Klochko Dmytro, 2024 |
| References (Ukraine): | Bruno, P.P.G. Seismic Exploration Methods for StructuralSedat H (2024). Seismic Faults: Mechanisms, Impacts, and Monitoring Techniques. J Geol Geophys. 13:1185. Studies and for Active Fault Characterization: A Review. Appl. Sci. 2023, 13, 9473. https://doi.org/10.3390/app13169473 Жаровський Р.О., Щербак Л. М. Моделі геофізичних сигналів на основі лінійних випадкових процесів. Вісник ТДТУ. 2009. №1. С. 138–144. Жаровський Р., Щербак Л. Задачі обробки геофізичних сигналів при дії завад дискретною кореляційною системою з вхідними ортогональними фільтрами. Вісник ТДТУ. 2010. Том 15. № 2. С. 172–181. Жаровський Р.О. Кореляційні ортогональні системи у задачах оброблення геофізичних сигналів. Науковий вісник НЛТУ України: Збірник науково-технічних праць. Львів: РВВ НЛТУ України. 2010. № 20.7. С. 283–292. Kozlovskyi V., Scherbak L., Martyniuk H., Zharovskyi R., Balanyuk Y., Boiko Y. Applying an adaptive method of the orthogonal laguerre filtration of noise interference to increase the signal/noise ratio. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2020. №2/9(104). Рр. 14-21. Bruno, P.P.G. Seismic Exploration Methods for Structural Studies and for Active Fault Characterization: A Review. Appl. Sci. 2023, 13, 9473. https://doi.org/10.3390/app13169473 Ibrahim Alhukail, Saudi Aramco, Abdullatif Al-Shuhail. (2008). The correlation distance of incoherent seismic noise in geophone arrays. Seg Technical Program Expanded Abstracts. 27. 10.1190/1.3054857. Makama, A.; Kuladinithi, K.; Timm-Giel, A. Wireless Geophone Networks for Land Seismic Data Acquisition: A Survey, Tutorial and Performance Evaluation. Sensors 2021, 21, 5171. https://doi.org/10.3390/s21155171 Hiroo, K. Earthquake Early Warning Systems. In Earthquake Early Warning Systems; Gasparini, P., Manfredi, G., Zschau, J., Eds.; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2007; pp. 1–7. Fleming, K.; Picozzi, M.; Milkereit, C.; Kühnlenz, F.; Lichtblau, B.; Fischer, J.; Zulfikar, C.; Özel, O.; The SAFER and EDIM working groups. The Self-organizing Seismic Early Warning Information Network (SOSEWIN). Seismol. Res. Lett. 2009, 80, 755–771. Farquharson, C.; Lelievre, P.; Hurich, C. Joint Inversion of Seismic Traveltimes and Gravity Data on 3D Unstructured Grids for Mineral Exploration. In Proceedings of the American Geophysical Union (AGU) Fall Meeting, San Francisco, CA, USA, 13–17 December 2010. NS43A-05. Anandakrishnan, S.; Bilen, S.; Urbina, J.; Burkett, P. GeoPebbles: A Network of Wireless Seismic and GPS Nodes Designed for Polar Deployment. Presented at the 2013 SEG Annual Meeting, Houston, TX, USA, 22 September 2013; Society of Exploration Geophysicists: Tulsa, OK, USA, 2013; pp. 4547–4549 Клочко Д., Лещишин Ю., Жаровський Р. Методи і засоби моніторингу сейсмічної активності земної кори. Актуальні задачі сучасних технологій: Матеріали XІII міжнар. наук.техн. конф. мол. учених та студентів. Тернопіль, 2024. с. 446 Клочко Д., Лещишин Ю., Жаровський Р. Комп’ютерна система моніторингу сейсмічної активності земної кори. Інформаційні моделі, системи та технології: Матеріали ХII наук.-техн. конф. ТНТУ ім. І. Пулюя. Тернопіль, 2024. с. 132. Voigt, D.E.; Peters, L.E.; Anandakrishnan, S. ‘Georods’: The development of a four-element geophone for improved seismic imaging of glaciers and ice sheets. Ann. Glaciol. 2013, 54, 142–148. Kooper, S.; Elder, K. Wireless Data Acquisition System and Method Using Self-Initializing Wireless Modules. U.S. Patent 9,140,811, 22 September 2015. Zhong, W.; Dong, E.; Cao, X.; Zhang, D.; Huang, Z.; Xu, J.; Li, G.; Xu, C. Research on the development of heterogeneous network transmission system for seismic exploration wireless data acquisition. In Proceedings of the 2017 International Conference on Information Networking (ICOIN), Da Nang, Vietnam, 11–13 January 2017; pp. 532–536. Savazzi, S.; Spagnolini, U.; Goratti, L.; Molteni, D.; Latva-aho, M.; Nicoli, M. Ultra-wide band sensor networks in oil and gas explorations. IEEE Commun. Mag. 2013, 51, 150–160. Savazzi, S.; Spagnolini, U. Wireless geophone networks for high-density land acquisition: Technologies and future potential. Lead. Edge 2008, 27, 882–886. Kirsch, R. (Ed.) Groundwater Geophysics: A Tool for Hydrogeology; Springer: Berlin/Heidelberg, Germany, 2009 Voloskyi V., Leshchyshyn Y., Romanyshyn N., Palamar A., Tarasenko L. Method and algorithm for efficient cell balancing in the lithium-ion battery control system. CEUR Workshop Proceedings, The 1st International Workshop on Bioinformatics and Applied Information Technologies (BAIT 2024), Zboriv, Ukraine, October 02-04, 2024. Vol. 3842. P. 258-267. Луцик Н.С., Луцків А.М., Осухівська Г.М., Тиш Є.В. Програма та методичні рекомендації з проходження практики за тематикою кваліфікаційної роботи для студентів спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» другого (магістерського) рівня вищої освіти усіх форм навчання. Тернопіль: ТНТУ. 2024. 45 с. Луцик Н.С., Луцків А.М., Осухівська Г.М., Тиш Є.В. Методичні рекомендації до виконання кваліфікаційної роботи магістра для студентів спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» другого (магістерського) рівня вищої освіти усіх форм навчання. Тернопіль. 2024. 44 с. Варавін А.В., Лещишин Ю.З., Чайковський А.В. Методичні вказівки до виконання курсового проєкту з дисципліни «Дослідження і проєктування комп’ютерних систем та мереж» для здобувачів другого (магістерського) рівня вищої освіти спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія» усіх форм навчання. Тернопіль: ТНТУ, 2024. 32 с. Leschyshyn Y., Scherbak L., Nazarevych O., Gotovych V., Tymkiv P., Shymchuk G. Multicomponent Model of the Heart Rate Variability Change-point // IEEE XVth International Conference on the Perspective Technologies and Methods in MEMS Design (MEMSTECH). 2019. P. 110–113. Tymkiv P., Leshchyshyn Y. Algorithm Reliability of Kalman Filter Coefficients Determination for Low-Intensity Electroretinosignal // IEEE 15th International Conference on the Experience of Designing and Application of CAD Systems (CADSM). 2019. P.1-5.18. Геврик Є.О. Охорона праці. К.: Ельга, Ніка-Центр, 2003. 280 с. Стадник І.Я., Зварич Н.М.“Оцінка хімічної обстановки при аваріях на хімічно небезпечних обיּєктах з викидом (виливом) небезпечних хімічних речовин та застосуванні хімічної зброї ” ТНТУ, 2020. 36С. Leschyshyn Y., Semchyshyn O. Periodically correlated heart rate variability detection by Neyman - Pearson criterion // 9th International Conference - The Experience of Designing and Applications of CAD Systems in Microelectronics. 2007. P. 139–140. |
| Content type: | Master Thesis |
| Ebben a gyűjteményben: | 123 — комп’ютерна інженерія |
Fájlok a dokumentumban:
| Fájl | Leírás | Méret | Formátum | |
|---|---|---|---|---|
| Dmytro_Klochko.pdf | 3,1 MB | Adobe PDF | Megtekintés/Megnyitás |
Minden dokumentum, ami a DSpace rendszerben szerepel, szerzői jogokkal védett. Minden jog fenntartva!
Admin Tools