Введение
Глава 1. Состояние проблемы мониторинга лесного фонда 13
1.1 Проблема контроля состояния лесного фонда 13
1.2 Анализ правовых аспектов контроля лесного фонда и перемещения лесоматериалов 15
1.3 Анализ способов организации и проектирования систем мониторинга лесного фонда 19
1.4 Работы, посвященные исследованию характеристик лесной среды при радиочастотном мониторинге 25
1.5 Работы, посвященные исследованию систем мониторинга лесопожарной опасности 42
1.6 Системы мониторинга в различных отраслях техники 50
1.7 Методы и средства измерений лесоматериалов в системах мониторинга 53
1.8 Применение методов нечеткого моделирования в науке и различных отраслях 59
1.9 Анализ параметров лесного фонда применительно к радиочастотному мониторингу 61
1.10 Выводы по первой главе 64
1.11 Постановка цели, задач и разработка общей методологии исследований 67
Глава 2. Обоснование конструктивных параметров системы радиочастотного мониторинга лесного фонда 70
2.1 Разработка требований к системе мониторинга 72
2.2 Обоснование модели информационного обеспечения системы лесоуправления 73
2.3 Обоснование типа системы мониторинга 75
2.4 Обоснование источников питания системы мониторинга 80
2.5 Экспертная оценка характеристик технологий беспроводной передачи данных 87
2.6 Обоснование стандарта протокола передачи информации и принципа работы технологии RFID 87
2.7 Обоснование методов измерений лесоматериалов и конструктивных элементов системы мониторинга 94
2.8 Обобщения основных положений теоретических исследований систем мониторинга 96
2.8.1 Терминологическое определение радиочастотного мониторинга лесной среды 97
2.8.2 Классификация комплектующих устройств радиочастотного мониторинга лесной среды 98
2.9 Выводы по второй главе 100
Глава 3. Теоретические исследования системы радиочастотного мониторинга 102
3.1 Исследование топографии сети устройств RFID 103
3.2 Обеспечение контроля лесосырьевых потоков 107
3.3 Исследование маршрутов потоков информации в структуре сети мониторинга 110
3.4 Исследование количества информации в потоках по каналам сети 114
3.5 Исследование информационных характеристик сигналов в сети 116
3.6 Исследование характеристик распространения радиосигналов в лесной среде 122
3.7 Выводы по третьей главе 139
Глава 4. Нечеткое моделирование параметров системы радиочастотного моделирования 141
4.1 Обоснование метода, цели исследований и разработка методики создания нечеткой модели 141
4.2 Обоснование схемы нечеткого моделирования комплексной диэлектрической проницаемости 143
4.3 Нечеткий вывод диэлектрической проницаемости в зависимости от параметров лесной среды 144
4.3.1 Выполнение содержательной постановки задачи моделирования диэлектрической проницаемости участка леса 144
4.3.2 Определение нечетких функций принадлежности для входных и выходных переменных 146
4.3.3 Формирование базы правил системы нечеткого вывода 148
4.3.4 Синтез нечеткой модели зависимости диэлектрической проницаемости 150
4.4 Зависимость диэлектрической проницаемости лесной среды от климатических факторов 152
4.4.1 Выполнение содержательной постановки задачи 152
4.4.2 Определение нечетких функций принадлежности для входных и выходных переменных задачи. 153
4.4.3 Формирование базы правил системы нечеткого вывода 154
4.4.4 Синтез нечеткой модели зависимости диэлектрической проницаемости 155
4.5 Разработка нейронечеткой сети для определения диэлектрической проницаемости лесной среды при радиочастотном мониторинге 156
4.5.1 Разработка структуры модели 156
4.5.2 Нечеткий вывод зависимости диэлектрической проницаемости как заключительной функции сети 158
4.5.3 Синтез нейронечеткой продукционной сети диэлектрической проницаемости в среде Simulink 159
4.6 Выводы по четвертой главе 161
Глава 5. Экспериментальные исследования процессов радиочастотного мониторинга 162
5.1 Цель и задачи экспериментальных исследований 162
5.2 Методики экспериментальных исследований 163
5.3 Разработка экспериментальной аппаратуры 166
5.4 Выполнение лабораторных измерений диэлектрической проницаемости древесины 167
5.5 Выполнение натурных измерений параметров лесной среды 169
5.6 Обработка результатов экспериментальных исследований 171
5.7 Выводы по результатам экспериментальных исследований 178
Глава 6. Использование результатов исследований в промышленности 179
6.1 Разработка методики проектирования топологии сети радиочастотного мониторинга лесного фонда 180
6.1.1 Определение исходных данных, технологических и конструктивных параметров 180
6.1.2 Проектирование 181
6.1.3 Уточнение расчетных параметров 181
6.2 Разработка алгоритма проектирования сети мониторинга 182
6.3 Разработка методики оценки экономической эффективности от использования результатов исследования 183
6.3.1 Анализ результатов эффективности применения RFID датчиков 190
6.4 Выводы по шестой главе 191
7 Заключение 193
Основные результаты, выводы и рекомендации 195
Библиографический список 197
