PACS 93.85.Bc
И.М. Алешин1, С.Д. Иванов1, К.И. Холодков1, Ф.В. Передерин1, В.И. Осика1, Е.И. Павлов2
1 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН, г. Москва, Россия
2 ООО НПЦ «БАУ-Мониторинг», г. Москва, Россия
Автор для переписки: Ф.В. Передерин, e-mail: crash@ifz.ru
Аннотация. В работе описана организация оперативной передачи данных комплекса мониторинга несущих конструкций строительных сооружений МИНИ-СМИК. Конфигурация комплекса, использованная в данной работе, включает два угломера ИН120 и измеритель деформаций ДК200. В качестве регистратора используется одноплатный микрокомпьютер МВ77.07 производства НТЦ «Модуль». Для обеспечения надежной работы он размещен в специальном герметичном корпусе. Микрокомпьютер выполняет прием данных по интерфейсу RS-485, преобразует их в формат miniSEED и транслирует измерения в режиме реального времени в центр сбора данных по протоколу SEEDLink. Трансляция может осуществляться в пределах локальной компьютерной сети или через Интернет, в том числе с использованием мобильной сети. Для обеспечения безопасной передачи данных по сетям общего пользования применена технология VPN.
Ключевые слова: угломер ИН120, деформометр ДК200, МИНИ-СМИК, NeuroMatrix, передача данных в реальном времени, SeedLink, miniSeed, VPN
Цитирование: Алешин И.М., Иванов С.Д., Холодков К.И., Передерин Ф.В., Осика В.И., Павлов Е.И. Удаленный оперативный мониторинг сооружений на базе комплекса МИНИ-СМИК // Вопросы инженерной сейсмологии. 2019. Т. 46, № 1. С. 39–46. DOI: 10.21455/VIS2019.1-3
Алешин И.М., Бургучев С.С., Передерин Ф.В., Холодков К.И. Универсальная портативная система сбора геофизических данных // Наука и технологические разработки. 2016. Т. 95, № 4. С. 31–34. DOI: 10.21455/std2016.4-5
Алешин И.М., Иванов С.Д., Корягин В.Н., Кузьмин Ю.О., Передерин Ф.В., Широков И.А., Фаттахов Е.А. Оперативная публикация данных наклономеров серии НШ на основе протокола SeedLink // Сейсмические приборы. 2017. Т. 53, № 3. С. 31–41. DOI: 10.21455/si2017.3-3
Галаганов О.Н., Гусева Т. В., Крупенникова И.С., Мокрова А.Н., Осика В. И., Передерин В.П., Розенберг Н.К. Деформационный мониторинг как индикатор техногенного влияния на геолого-экологическую среду // Мониторинг. Наука и технологии. 2015. № 2. С. 15–24.
Деформометр кварцевый ДК200. НПЦ БАУ-Мониторинг. URL: http://bau-monitoring.ru/katalog/deformometr-kvarcevyy-dk200/. 2018.
Кварцевый угломер ИН120. НПЦ БАУ-Мониторинг. URL: http://bau-monitoring.ru/katalog/kvarcevyy-uglomer-in120/. 2018.
Микрокомпьютер MB77.07. НТЦ «Модуль». URL: https://www.module.ru/catalog/multimedia/multimedia_pc/. 2018.
Осика В.И., Кочетков Б.М., Павлов Е.И., Качан И.П., Пчелинцев В.А. Применение геофизических датчиков из кварцевого стекла в системах контроля строительных сооружений и крупных механизмов // Наука и технологические разработки. 2017. Т. 96. № 1. С. 19–32. DOI: 10.21455/std2017.1-2
Пашкин Е.М., Багмет А.Л., Осика В.И., Новак Ю.В., Сухов А.А. Мониторинг деформаций как основа безопасной эксплуатации зданий и сооружений // Инженерная геология. 2008. № 3. С. 40–50.
BeagleBone Black. Low-cost, community-supported development platform for developers and hobbyists. URL: http://beagleboard.org/black. 2018.
Chrony: versatile implementation of the Network Time Protocol (NTP). URL: https://chrony.tuxfamily.org/. 2018.
Grafana: The open platform for beautiful analytics and monitoring. URL: https://grafana.com/. 2018.
IEEE 802.3af-2003: IEEEE Standard for Information Technology – … – Data Terminal Equipment (DTE) Power Via Media Dependent Interface (MDI). 2003. URL: https://standards.ieee.org/standard/802_3af-2003.html. 2018.
InfluxDB 1.7 documentation. URL: https://docs.influxdata.com/influxdb/v1.7/. 2018.
Internetworking Technologies Handbook, Fourth Edition. Ed: John Kane. Cisco Press, San Jose, USA, 2003. 1128 p.
libmseed – The Mini-SEED library. GitHub. URL: https://github.com/iris-edu/libmseed. 2018.
Mariotti M., Utheim T. MiniSEED for LISS and data compression using Steim1 and Steim2. Norwegian National Seismic Network Technical Report No. 20. Dept. of Earth Science, University of Bergen, Norway. 2006.
MiiNePort E1. Moxa. 2013. URL: https://www.moxa.ru/files/datasheets/miineport_e1_series.pdf. 2018.
miniSEED. Incorporated Research Institutions for Seismology. URL: http://ds.iris.edu/ds/nodes/dmc/data/formats/miniseed/. 2018.
Mizrahi T., Mayer D. RFC 7822: Network Time Protocol Version 4 (NTPv4) Extension Fields. 2016. URL: https://tools.ietf.org/html/rfc7822. 2018.
Mogul J., Mills D., Brittenson J., Stone J., Windl U. RFC 2783: Pulse-Per-Second API for UNIX-like Operating Systems. 2000. URL: https://tools.ietf.org/html/rfc2783. 2018.
Official repository with Open Source software for RC Module's SoCs. GitHub. URL: https://github.com/RC-MODULE. 2018.
OpenVPN: Securing Remote Access Using VPN. URL: https://openvpn.net/whitepaper/. 2018.
Raspberry Pi. A small and affordable computer that you can use to learn programming. URL: https://www.raspberrypi.org/. 2018a.
Raspberry Pi. Arch Linux ARM. URL: https://archlinuxarm.org/platforms/armv6/raspberry-pi. 2018b.
Raspberry Pi. Compute Module Version 1.0 Datasheet. 2016. URL: https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/computemodule/datasheets/rpi_DATA_CM_1p0.pdf. 2018c.
Raspbian. Debian optimized for the Raspberry Pi hardware. URL: http://www.raspbian.org/. 2018.
RS-485 Reference Guide. Texas Instruments. 2014. URL: http://www.ti.com/lit/sg/slyt484a/slyt484a.pdf. 2018.
SeedLink. Incorporated Research Institutions for Seismology. URL: http://ds.iris.edu/ds/nodes/dmc/services/seedlink/. 2018.
Software. Incorporated Research Institutions for Seismology. URL: https://ds.iris.edu/ds/nodes/dmc/software/. 2018.
Zheng Xiu-Fen, Yao Zhi-Xiang, Liang Jian-Hong, Zheng Jie. The Role Played and Opportunities Provided by IGP DMC of China National Seismic Network in Wenchuan Earthquake Disaster Relief and Researches // Bull. Seism. Soc. Amer. 2010. V. 100, No. 5B. P. 2866–2872.
Сведения об авторах
АЛЁШИН Игорь Михайлович – кандидат физико-математических наук, главный научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1; Геофизический центр РАН. 119296, Москва, ул. Молодежная, д. 3. Тел.: 8 (499) 254-89-97. E-mail: ima@ifz.ru
ИВАНОВ Станислав Дмитриевич – кандидат технических наук, научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: 8 (499) 254-89-97. E-mail: f0ma@ifz.ru
ХОЛОДКОВ Кирилл Игоревич – кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: 8 (499) 254-92-24. E-mail: keir@ifz.ru
ПЕРЕДЕРИН Фёдор Викторович – научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: 8 (499) 254-89-97. E-mail: crash@ifz.ru
ОСИКА Виктор Иванович – ведущий научный сотрудник, Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН. 123242, Москва, ул. Большая Грузинская, д. 10, стр. 1. Тел.: 8 (499) 254-23-16. E-mail: osika@ifz.ru
ПАВЛОВ Евгений Иридиевич – коммерческий директор, ООО Научно-производственный центр «БАУ-МОНИТОРИНГ». 119331, Москва, пр-т Вернадского, д. 29, этаж 8, пом. 1, комн. 7. E-mail: eu.pavlov@mail.ru
REMOTE REAL-TIME STRUCTURE HEALTH MONITORING WITH MINI-SMIK
I.M. Aleshin1, S.D. Ivanov1, K.I. Kholodkov1, F.V. Perederin1, V.I. Osika1, E.I. Pavlov2
1 Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
2 Scientific-production Centre «BAU-Monitoring» Ltd., Moscow, Russia
Corresponding author: F.V. Perederin, e-mail: crash@ifz.ru
Abstract. This paper describes the real-time data acquisition for structure health monitoring solution called MINI-SMIK [Sistema monitoringa inzhenernykh konstruktsiy (Structure health monitoring system)]. The configuration of the equipment in this work includes two IN120 inclinometers and the DC200 strainmeter. Single-board computer (SBC) MB77.07 by RC «Module» in a special sealed enclosure is used to log and transmit data. The SBC receives data over the RS-485 link then converts it into the miniSEED format and transmits the measurements in real-time to the data center using the SEEDLink protocol. Data could be sent over local area network or over the Internet via wireless (e.g. cellular) networking. For secure data transmission via public networks we’ve utilized encrypted virtual private networks.
Keywords: inclinometer IN120, strainmeter DK200, MINI-SMIK, NeuroMatrix, realtime, real time, real-time, data transmission, data acquisition, SeedLink, miniSeed, VPN
Cite this article as: Aleshin I.M., Ivanov S.D., Kholodkov K.I., Perederin F.V., Osika V.I., Pavlov E.I. Remote real-time structure health monitoring with MINI-SMIK, Voprosy Inzhenernoi Seismologii (Problems of Engineering Seismology). 2019. V.46, No.1. P.39–46. [in Russian]. DOI: 10.21455/VIS2019.1-3
English translation of the article will be published in Seismic Instruments, ISSN: 0747-9239 (Print) 1934-7871 (Online), https://link.springer.com/journal/11990), 2020, Volume 56, Issue 1.
About the authors
ALESHIN Igor Mikhailovich — Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Chief Researcher, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences (IPE RAS). 123242, Russia, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1. Tel.: +7 (499) 254-89-97. E-mail: ima@ifz.ru
IVANOV Stanislav Dmitrievich — Candidate of Technical Sciences, Research Fellow, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences (IPE RAS). 123242, Russia, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1. Tel.: +7 (499) 254-89-97. E-mail: f0ma@ifz.ru
KHOLODKOV Kirill Igorevich — Candidate of Technical Sciences, Senior Research Fellow, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences (IPE RAS). 123242, Russia, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1. Tel.: +7 (499) 254-89-97. E-mail: keir @ifz.ru
PEREDERIN Fedor Viktorovich — Research Fellow, Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences (IPE RAS). 123242, Russia, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1. Tel.: +7 (499) 254-89-97. E-mail: crash@ifz.ru
OSIKA Viktor Ivanovich — Leading Researcher, The Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences (IPE RAS). 123242, Russia, Moscow, Bolshaya Gruzinskaya str., 10-1. Tel.: +7 (499) 254-89-97. E-mail: osika@ifz.ru
PAVLOV Evgeny Iridievich — commercial director, Scientific-production Centre «BAU-Monitoring» Ltd., 119331, Russia, Moscow, Vernadsky ave., 29, floor 8, p. 1, room 7. Tel.: +7 (926) 148-46-01. E-mail: eu.pavlov@mail.ru