IIoT real-time data transmission from UAVs to the industrial environment of agricultural complexes | IIoT передача данных с БПЛА в промышленную среду агрокомплексов в режиме реального времени

Английский. Classical hardware and software architecture is common in the distributed control systems of unmanned aerial vehicles (UAV) used in various agricultural complexes. However, this approach has several significant drawbacks. The purpose of research is to select IIoT of the real-time wireless communication protocol of UAVs for irrigation of agricultural complexes with a ground industrial system and to develop concepts of hardware and software complex using modern technologies and practices of the industrial Internet of things. Open sources from international communities in the field of automation and the industrial Internet of things, as well as domestic and foreign scientific publications on these topics, were used as source data and materials for the analysis and design of the suggested hardware architecture of the IIoT platform. The method of decomposition according to automation levels; the method of decomposition according to the functionality performed by individual hardware and software components of the system; the method of summarizing information from modern sources about research; formalization of the hardware and software structure in the form of schematic diagrams were used. The concept of information data transmission based on the real-time IIoT protocol of DDS- data transmission is proposed. The existing global trends in the field under consideration were analyzed and the newest and modern concept of IIoT architecture of distributed data transmission systems within the framework of a distributed management and monitoring system for agricultural complexes based on UAVs was suggested. The unification of information data flows will simplify the use of various UAVs in agro-industrial production.

Русский. В распределенных системах управления в различных агрокомплексах с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) устоялась классическая аппаратно-программная архитектура построения подобных систем. Однако такой подход имеет ряд существенных недостатков. Цель исследования – выбрать IIoT беспроводного протокола связи реального времени БПЛА для полива агрокомплексов с наземной промышленной системой и разработать концепции аппаратно-программного комплекса с использованием современных технологий и практик промышленного интернета вещей. В качестве исходных данных и материалов при анализе и проектировании предложенной аппаратной архитектуры IIoT-платформы использованы открытые источники международных сообществ в области автоматизации и промышленного интернета вещей, а также отечественные и зарубежные научные публикации по данным тематикам. Применен метод декомпозиции по уровням автоматизации; метод декомпозиции по функционалу, выполняемому отдельными аппаратными и программными компонентами системы; метод обобщения информации из современных источников по тематике исследования; формализацию аппаратной и программной структуры в виде принципиальных схем. Предложена концепция передачи информационных данных на основе IIoT протокола DDS-передачи данных в реальном времени. Проведен анализ имеющихся мировых тенденций в рассматриваемой области и предложена актуальная и современная концепция архитектуры IIoT распределенных систем передачи данных в рамках распределенной системы управления и мониторинга агрокомплексами на основе БПЛА. Унифицикация информационных потоков данных упростит использование разнообразных БПЛА в агропромышленном производстве.