Los ejércitos de EE.UU., Israel, India está armando a sus soldados con computadoras portátiles (PDA) de diseño industrial, lo que permite su uso en condiciones de campo.
Las PDA industriales protegidas son capaces de operar en altas temperaturas. humedad, bajo la lluvia, en una tormenta de arena, a alta y baja presión, a bajas y altas temperaturas, deben ser resistentes al ruido acústico.
La principal aplicación de las PDA industriales [1] en el campo actualmente son tareas relacionadas con la navegación.
Completada con un receptor GPS, además de dispositivos de transmisión de datos, una PDA industrial se convierte en un poderosa herramienta que ayuda a navegar por el terreno al realizar la tarea asignada.
La pantalla de la PDA puede mostrar la ubicación actual del grupo móvil, el destino y la ruta preferida.
Si es necesario, allí se pueden mostrar datos similares relacionados con el trabajo de otros grupos involucrados en la realización de la tarea asignada, lo que permite mejorar la calidad de la interacción entre departamentos y flexibilizar la gestión.
En el mapa electrónico de la zona es posible visualizar diversos objetos, incluidos datos sobre campos minados, posibles ubicaciones del enemigo, etc. Es de particular interés que toda esta información puede cambiar dinámicamente.
Las PDA industriales también pueden servir como medios individuales para recopilar información diversa que, si se dispone de medios de comunicación adecuados, se puede transmitir a una estación central remota para su posterior procesamiento.
Finalmente, las PDA industriales Las PDA pueden servir para controlar diversos equipos especiales, lo que permite utilizarlas para crear sistemas de hardware y software diseñados para resolver problemas especiales en el campo.
Es esta aplicación de las PDA industriales la que se analizará con más detalle.
Las PDA industriales se producen en varios países del mundo. También se producen en Rusia.
El PDA «Pendant» industrial desarrollado en el país tiene una serie de ventajas significativas en comparación con sus homólogos extranjeros.
Las dimensiones ultrapequeñas (90x150x33 mm) y el peso (450 g) del dispositivo proporcionan un alto nivel de movilidad y disponibilidad de recursos informáticos.
La computadora de bolsillo se puede transportar regularmente con municiones (en un bolsillo especial o sujeta a un cinturón).
La resolución de pantalla VGA (640×480, 256 colores) le permite visualizar más que otros ordenadores de bolsillo, volumen de información. Esto proporciona beneficios adicionales al utilizar el dispositivo para navegar, trabajar con hojas de cálculo e Internet.
La presencia de una ranura PCMCIA, un puerto serie completo (el puerto RS-232 está conectado a un conector DB-9 externo en el cuerpo del producto) y un host USB 1.1 (conector USB-A externo en el cuerpo del producto) lo hace Es posible conectar una amplia gama de equipos periféricos (discos externos, DAC/ADC, etc.), equipados con controladores para los sistemas operativos correspondientes.
La PDA colgante está equipada con una batería estándar de alta capacidad de 1800 mAh, que proporciona una duración de batería de hasta 13 horas (dependiendo del brillo de la luz de fondo y la intensidad de recursos de las aplicaciones). Normalmente, los dispositivos de esta clase están equipados con baterías de 900 — 1300 mAh.
El panel frontal del PDA colgante tiene un botón para encender/apagar la interfaz inalámbrica para facilitar su uso y ahorrar energía de la batería (extendiendo la vida útil de la batería). .
El cuerpo del PDA colgante está fabricado mediante fundición de una aleación de aluminio y magnesio, que proporciona una alta resistencia a influencias mecánicas externas, como vibraciones y golpes. Todos los conectores del producto están protegidos con tapones de goma para garantizar la protección contra la humedad y el polvo.
La entrada y el control de información se realizan principalmente mediante la pantalla táctil y cuatro teclas de función, que se pueden programar para llamar a bases de datos individuales, herramientas de software, etc. Se puede conectar un teclado USB industrial externo. El producto está equipado con una estación de acoplamiento para comunicarse con cualquier computadora equipada con un bus USB 1.1.
Es posible suministrar el PDA colgante con Microsoft Windows Mobile 2003 preinstalado, lo que permite utilizar una gran cantidad de aplicaciones compatibles con la línea de sistemas operativos: PPC 2000, PPC 2002, WM 2003.
Tabla. 1 muestra las especificaciones de la PDA colgante. en la mesa La Tabla 2 muestra datos sobre la resistencia del PDA «Pendant» a factores externos que influyen en el modo de funcionamiento.
Tabla 1. Especificaciones del PDA «Pendant»
| Sistema operativo | Microsoft® Windows Mobile 2003 |
| Procesador | Intel XScale PXA255, 400 MHz |
| RAM | 128 MB (SDRAM) |
| PROM | 64 MB (flash NAND) |
| Pantalla | 4″ ; LCD TFT, 480×640, 256 colores; o 240×320, 64K colores |
| La entrada del usuario significa | pantalla táctil, lápiz óptico |
| Sonido | Altavoz monoaural incorporado, micrófono incorporado |
| Puertos externos | USB x 2 (host x 1 conector estándar USB 1.1, cliente x 1 miniconector); puerto serie x 1 (DB9 RS232, COM1); PCMCIA x 1 (tipo II, ranura para flash compacto disponible con utilizando un adaptador SD PCMCIA a CF x 1 (solo para tarjetas de memoria); conector de micrófono/auriculares externo (jack) x 1; conector de alimentación x 1; conector de estación de acoplamiento x 1 |
| Batería principal | Ion de litio, 7,4 V, 1800 mAh |
| Batería de respaldo incorporada | NiMH, 3,6 V, 20 mAh |
| Carcasa | Aleación de magnesio y aluminio |
| Dimensiones | 90x150x33 mm |
| Peso | 450 g, incluida la batería (110 g) |
Tabla 2. Resistencia del PDA colgante a influencias externas en modo de funcionamiento
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Nombre de la prueba |
Metodología |
| Resistencia a la vibración sinusoidal | aceleración 6 g; frecuencia de oscilación 5 … 500 Hz; duración de la prueba 1 hora |
| Resistencia a vibraciones aleatorias | frecuencia 5 … 1000 Hz; densidad de aceleración espectral 0,001 … 0,01 g2/Hz; duración de la prueba 2 horas |
| Resistencia a un solo impacto | carga de choque 120 g; duración de la exposición 5 ms; número de impactos 18 (3 impactos en 6 direcciones) |
| Resistencia a impactos mecánicos repetidos | carga de impacto 15 g; duración de la exposición 15 ms; número de impactos 10.000 |
| Resistencia a la aceleración lineal | aceleración 15 g; duración de la exposición 3 minutos (en cada una de las 6 direcciones) |
| Resistencia a bajas temperaturas | temperatura -20° C; duración de la prueba 4 horas |
| Resistencia a altas temperaturas | rango de temperatura +23 … +55° C; ciclo 12 horas a +23° C, 12 horas a +55° C (total 24 horas); número de ciclos 3 |
| Resistencia a la precipitación atmosférica condensada (heladas y rocío) | diferencia de temperatura -20 … +20° C; ciclo de 2 horas a -20° C en estado apagado, 3 horas a +20° C (humedad 60%, presión 764 mm Hg); duración de la prueba 5 horas |
| Resistencia a la baja presión en modo de funcionamiento | presión mínima 140 mm Hg. Arte. (altitud máxima sobre el nivel del mar 12 km); duración de la prueba 1 hora |
| Resistencia a la alta presión atmosférica | presión 1140 mm Hg. Arte.; las pruebas se llevaron a cabo tanto en condiciones de trabajo como de no trabajo |
| Resistencia a la alta humedad del aire | 16 horas a una temperatura de +55° C y una humedad del 93%; 8 horas a una temperatura de +50° C y 100% de humedad; duración del ciclo 24 horas; número de ciclos 10 |
| Resistencia a la lluvia | tasa de precipitación 5 mm/min; ángulo de caída 45°; tamaño de gota 0,5 … 4,5 mm; duración de la prueba 2 horas |
| Resistencia a la radiación solar | densidad de flujo de calor 1120 W/m2; temperatura +20°C; presión 101,3 kPa; duración de la prueba 120 horas |
| Resistencia al polvo estático | concentración de polvo 2 g/m; velocidad de flujo 1 m/s; duración de la prueba 2 horas + 2 horas (flujo de aire durante 2 horas, luego polvo asentándose durante 2 horas) |
Las PDA tienen generalmente peores características en comparación con sus computadoras portátiles y tabletas “más antiguas”. Tienen un procesador más débil y menos memoria. Las principales ventajas son el bajo peso, el consumo de energía y el tamaño compacto.
Por lo tanto, el uso de estos dispositivos para controlar equipos especializados está justificado si el equipo especializado en sí es tan compacto que puede ser movido por una sola persona, y también puede usarse para trabajar mientras el operador está en movimiento.
De lo contrario, es más apropiado utilizar portátiles industriales o tabletas.
Foto 1. “Colgante” de PDA protegida
Por lo tanto, tiene sentido utilizar PDA protegidas para controlar los llamados dispositivos portátiles.
Esta clase de dispositivos incluye el radiogoniómetro portátil ARK-RP3 (foto 2) y la radio portátil ARK. complejo de medición de seguimiento y radiogoniometría -NK3I.
Foto 2 . Buscador de dirección manual ARK-RP3
El radiogoniómetro portátil ARK-RP3 está diseñado para determinar la ubicación de fuentes de emisión de radio en tierra. Está construido sobre la base del receptor de radio digital ARGAMAK (ARK-PR5) [2] y tiene todas las características principales (Tabla 3) proporcionadas por este dispositivo.
Estas características incluyen, en particular, su pequeño tamaño y su peso ligero, lo que lo hace muy eficaz para su uso como medio de localización de transmisores de radio para pequeños grupos móviles que se desplazan a pie [3].
El receptor ARGAMAK incluido en el radiogoniómetro está montado en una carcasa tipo carcasa impermeable y resistente a golpes (grado de protección IP65), equipada con un juego de baterías reemplazables que garantizan un funcionamiento continuo durante al menos 6 horas.
El producto está diseñado para trabajar en el rango de temperatura de -20 a +55° C.
La radiogoniometría se realiza mediante el método de amplitud utilizando un conjunto de módulos de antena direccionales diseñados para el rango de frecuencia de 300 kHz a 3 GHz.
Todo el conjunto de trabajo se puede colocar en una mochila. a espaldas del operador.
Tabla 3. Principales características técnicas del radiogoniómetro manual ARK-RP3
| Rango de frecuencia de funcionamiento en modo de recepción | 0,3 … 3000 MHz |
| Sensibilidad de entrada del receptor , nada peor | 1,5 µV |
| Rango dinámico para intermodulación de 3.º y 2.º orden | 75 dB |
| Resolución de los ajustes de RF | 1 Hz |
| Rango de temperatura de funcionamiento | -20 … +55° C |
| Peso del kit de trabajo (en la bolsa ) | 8 kg |
| Peso del juego completo (en mochila) | 13 kg |
| Dimensiones (en una bolsa) | 400x330x180 mm |
| Dimensiones totales (en una mochila) | 510x500x250mm |
| Alimentado por un juego de baterías incorporado | 12 V |
| Duración del funcionamiento continuo del juego básico con baterías | 6 horas |
| Alimentación de la red de a bordo del vehículo | 10 … 32 V |
| Alimentación de red CA | 90 … 250 V |
| Sensibilidad en modo radiogoniométrico | 20 … 50 µV/m |
| Limita las estimaciones del nivel de señal (incluidos atenuadores) | -10 … 110 dB |
| Precisión de radiogoniometría instrumental | 7 … 15° |
El radiogoniómetro manual ARK-RP3 tiene un modo principal de operación usando un control remoto un control remoto con una pantalla panorámica que proporciona un conjunto básico de funciones de control.
Esto incluye análisis espectral en las proximidades de una frecuencia determinada, escuchar una transmisión demodulada , buscando canales de radio activos en un rango de frecuencia determinado o entre una lista de frecuencias determinada.
Para ampliar este conjunto básico, puede utilizar el robusto PDA industrial “Colgante” (foto 1). Cuando se combina con una PDA, el radiogoniómetro se convierte en un complejo automatizado de monitoreo de radio de un nivel bastante alto.
Vale la pena señalar que las capacidades potenciales del radiogoniómetro como sistema de monitoreo de radio Los complejos se revelan más completamente bajo el control de una computadora portátil o tableta y el paquete de software SMO-PA.
Sin embargo, en este caso se pierde una de las cualidades más valiosas del radiogoniómetro: la posibilidad de utilizarlo en movimiento.
La práctica de utilizar radiogoniómetros portátiles en terreno accidentado muestra que para lograr buenos resultados el operador debe moverse constantemente aclarando los resultados de determinar la dirección hacia la fuente de radiación.
Por lo tanto, una PDA segura es la mejor solución cuando, en condiciones de campo, por un lado se requiere una gran movilidad y, por otro lado, se requieren funciones que van un poco más allá del alcance del conjunto básico.
Para el control externo mediante una computadora personal, de bolsillo o convencional (como una computadora portátil o una tableta), el radiogoniómetro portátil ARK-RP3 tiene una interfaz USB 2.0. La PDA robusta tiene un host USB 1.1, por lo que la velocidad de comunicación se realizará mediante el protocolo USB 1.1, lo que conducirá a una disminución en el rendimiento del sistema en comparación con lo que es potencialmente alcanzable, pero la mayoría de las funciones seguirán estando disponibles.
Para controlar el radiogoniómetro portátil ARK-RP3 mediante una PDA, se utiliza el paquete de software para análisis panorámico SMO-KPA. El paquete de software SMO-KPA es una parte integral del software especial (SMO) para herramientas portátiles de monitoreo de radio. Está diseñado para funcionar en el sistema operativo Pocket PC.
Arroz. 1a. SMO-KPA: modo “Espectro”
Fig. 1b. SMO-KPA: modo “Escucha
El modo principal del paquete de software es el modo “Spectrum” (Fig. 1a), que proporciona vistas panorámicas. análisis espectral en el rango de frecuencia, incluyendo una o más secciones que no se superpongan.
Durante el funcionamiento, el usuario tiene la oportunidad de ver en la pantalla de la PDA tanto un panorama del espectro de señales de radio en todo el rango analizado como un espectro detallado cerca de la frecuencia seleccionada, lo que le permite evaluar rápidamente la situación de la radio.
El programa también tiene un modo de «Escucha» (Fig. 1b), que proporciona una búsqueda de señales activas utilizando varios algoritmos. Las frecuencias de las señales de radio detectadas se pueden guardar en la memoria de la PDA y posteriormente recuperarse para su monitoreo en modo manual o automático.
El paquete le permite escuchar una señal demodulada con una frecuencia determinada y un demodulador seleccionado, así como ver el espectro de la señal en una frecuencia determinada con resolución variable.
La señal demodulada y la señal en una frecuencia intermedia se registran en la PDA memoria para análisis posteriores.
También es posible registrar datos de frecuencia de tiempo para su posterior procesamiento estadístico retrasado en una computadora de escritorio.
Se puede generar un informe basado en los resultados del programa a pedido del usuario.
Foto 3. Medición panorámica receptor «ARGAMAK-I»
El complejo de medición portátil ARK-NK3I para monitoreo por radio y radiogoniometría tiene características y funciones similares al radiogoniómetro portátil ARK-RP3.
También incluye una radio digital receptor y un conjunto de módulos de antena direccional que proporcionan radiogoniometría mediante el método de amplitud en el rango de frecuencia de 300 kHz a 3 GHz.
La principal diferencia es que este complejo está construido sobre el base del receptor de medición panorámica ARGAMAK-I (foto 3), certificado por la Norma Estatal de Rusia [4].
El receptor de medición panorámico está disponible en varios diseños, incluido uno protegido, adecuado para su uso en condiciones de campo. en la mesa En la Tabla 4 se muestran las principales características del receptor ARGAMAK-I.
Tabla 4. Principales características técnicas del receptor de medición panorámica ARGAMAK-I
| Rango de frecuencia de funcionamiento | 25 … 3000 MHz |
| Desigualdad de la respuesta de frecuencia en la banda de paso de salida de FI | no más de ±1 dB |
| Banda de paso de salida de FI | 2000 ± 4 kHz |
| Atenuación de los canales de recepción en espejo | no menos de 70 dB |
| Atenuación de señales de frecuencias iguales a intermedios | no menos de 70 dB |
| Resolución de configuración de frecuencia en modo de medición | 1 Hz |
| Rango dinámico de intermodulación de 3.º y 2.º orden en un ancho de banda de 3 kHz | no menos de 75 dB |
| Sensibilidad (con un ancho de banda de 3 kHz y una relación señal-ruido de 10 dB) en el rango de frecuencia de funcionamiento | no más de 1 µV |
| Resolución para distinguir dos señales de igual nivel: | |
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7 kHz |
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7 kHz |
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500 Hz |
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200 Hz |
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200 Hz |
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100 Hz |
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50 Hz |
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30 Hz |
| Límite de error absoluto permisible en la medición del nivel de una señal sinusoidal con calibración | ±1,5 dB |
| Límite de error absoluto permisible en la medición del nivel de una señal sinusoidal sin calibración | ±3 dB |
| Límite de error relativo permitido en la medición de la frecuencia de una señal sinusoidal (donde Fi es la frecuencia de medición) | Fi 2 10-6 Hz |
| Consumo de energía, no más | 35 VA |
| Tensión de alimentación | 9 … 32 В |
| Temperatura del aire ambiente | +5 … +40° С |
| Humedad relativa a una temperatura de 22° C | hasta 80% |
| Presión atmosférica | 84 … 107 kPa |
| Dimensiones totales del receptor en la caja | 270x240x130 mm |
| Peso, no más | 5 kg |
En comparación con el receptor panorámico «ARGAMAK», el receptor de medición panorámico «ARGAMAK-I» proporciona una mejor estabilidad del ajuste de frecuencia, así como una mayor precisión en la evaluación del nivel de la señal.
Así, a diferencia del buscador de dirección portátil ARK-RP3, el complejo de medición portátil ARK-NK3I viene primero con sus funciones de medición: la capacidad de medir con precisión la intensidad del campo electromagnético y los parámetros de la señal de radio. .
Estas funciones en la configuración básica del complejo se proporcionan mediante una PDA industrial y el programa SMO-KPAI, que, al tener todos los modos del programa SMO-KPA, cuenta con un modo adicional de “Medición”, que permite realizar mediciones de parámetros de señales de radio. y la intensidad del campo electromagnético de acuerdo con los métodos de la Norma Estatal de Rusia
.Los resultados de las mediciones se presentan en forma de informes en la memoria de la PDA y luego se pueden copiar a la memoria de una computadora de escritorio para su posterior análisis.
Un sistema de medición portátil, controlado mediante un La PDA industrial y el programa SMO-KPAI se pueden utilizar con éxito para monitorear el uso del espectro de radiofrecuencia e identificar transmisores sin licencia.
Conclusión
Actualmente, los ordenadores portátiles seguros forman parte del equipamiento de las unidades de fuerzas especiales de muchos ejércitos de todo el mundo. La computadora de bolsillo segura «Pendant» de producción nacional no es inferior a sus contrapartes extranjeras y las supera en varias características.
El principal campo de aplicación de los ordenadores portátiles seguros es la resolución de problemas de navegación y control durante el trabajo de pequeños grupos móviles que realizan tareas especiales en el campo. Sin embargo, una dirección prometedora es el uso de PDA seguras para controlar equipos portátiles especializados diseñados para su uso en condiciones de campo. Ejemplos de este tipo de equipos son el radiogoniómetro portátil ARK-RP3 y el complejo de medición portátil para radiocontrol y radiogoniometría ARK-NK3I.
La segura PDA Kulon y el programa de análisis panorámico SMO-KPA pueden ampliar significativamente las capacidades básicas del radiogoniómetro portátil ARK-RP3. El programa de medición y análisis panorámico SMO-KPAI es una parte integral del complejo de medición portátil para monitoreo de radio y radiogoniometría ARK-NK3I. A pesar de que las PDA son inferiores a las tabletas y las computadoras portátiles en varios aspectos, tienen características de peso y tamaño significativamente mejores, pueden usarse mientras el operador está en movimiento y son insustituibles en una serie de aplicaciones.
REMBOVSKY Yuri Anatolyevich, Ph.D. Ciencias Matemáticas
SOLOVIEV Igor Olegovich
Literatura
- Hugh Jameson. La mano guía del soldado. Armada Número 2, 2005, abril/mayo, artículo destacado (http://armada.ch/05-2/content.cfm).
- Rembovsky A.M., Ashikhmin A.V., Sergienko A.R. Medios portátiles de monitoreo de radio automatizado. /Equipamiento especial, 2004, n° 4, p. 39 – 47.
- Ashikhmin A.V., Kozmin V.A., Rembovsky Yu.A. Sistema portátil para monitoreo radioeléctrico y localización de fuentes de emisión de radio. /Equipamiento especial, 2005, n° 2, p. 27 35.
- Certificado de la Norma Estatal de Rusia sobre la aprobación del tipo de instrumentos de medición RU.E.35.018.A No. 18189 del 04/07/2004, inscrito en el Registro Estatal de Instrumentos de Medición bajo el No. 27325-04.