Остання редакція: 2026-06-04
Анотація
Стрімкий розвиток комп'ютерно-інтегрованих систем та глобальна діджиталізація промисловості призвели до експоненційного зростання обсягів телеметричної інформації. Сучасні системи автоматизації генерують безперервні потоки даних із тисяч датчиків, що вимагає оптимізації каналів зв'язку без втрати цілісності інформації. У роботі розглянуто фундаментальні основи перетворення аналогових сигналів у цифровий код на основі теореми Котельникова. Особливу увагу приділено методам спектрального аналізу за допомогою швидкого перетворення Фур'є для виявлення аномалій та застосуванню алгоритмів Хафмана і Шеннона-Фано для стиснення системних логів. Показано, що комплексне використання методів цифрової обробки та ентропійного кодування дозволяє суттєво підвищити ефективність діджиталізованої інфраструктури.
THE EFFICIENCY OF ENTROPY CODING AND DIGITAL SIGNAL PROCESSING IN MODERN DATA ACQUISITION SYSTEMS
Abstract:
The rapid development of computer-integrated systems and the global digitalisation of industry have led to an exponential increase in the volume of telemetry data. Modern automation systems generate continuous data streams from thousands of sensors, which requires the optimisation of communication channels without compromising data integrity. This paper examines the fundamental principles of converting analogue signals into digital code based on the Nyquist–Shannon theorem. Particular attention is paid to spectral analysis methods using the Fast Fourier Transform for anomaly detection and the application of Huffman and Shannon–Fano algorithms for compressing system logs. It is shown that the integrated use of digital processing and entropy coding methods allows for a significant improvement in the efficiency of digitised infrastructure.
Ключові слова
Посилання
1. Lee, J., Bagheri, B., & Kao, H. A. (2015). A Cyber-Physical Systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems. Manufacturing Letters, 3, 18-23.
2. Shannon, C. E. (1949). Communication in the presence of noise. Proceedings of the IRE, 37(1), 10-21.
3. Г.Г.Бортник В.М.Кичак. ЦИФРОВА ОБРОБКА СИГНАЛІВ : навч. посіб. Вінниця : УНІВЕРСУМ, 2006. 167 с.
4. Cover, T. M., & Thomas, J. A. (2006). Elements of Information Theory (2nd ed.). Wiley-Interscience.
5. Proakis, J. G., & Manolakis, D. G. (2006). Digital Signal Processing: Principles, Algorithms, and Applications. Pearson Prentice Hall.
1. Lee, J., Bagheri, B., & Kao, H. A. (2015). A Cyber-Physical Systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems. Manufacturing Letters, 3, 18-23.
2. Shannon, C. E. (1949). Communication in the presence of noise. Proceedings of the IRE, 37(1), 10-21.
3. Г.Г.Бортник В.М.Кичак. ЦИФРОВА ОБРОБКА СИГНАЛІВ : навч. посіб. Вінниця : УНІВЕРСУМ, 2006. 167 с.
4. Cover, T. M., & Thomas, J. A. (2006). Elements of Information Theory (2nd ed.). Wiley-Interscience.
5. Proakis, J. G., & Manolakis, D. G. (2006). Digital Signal Processing: Principles, Algorithms, and Applications. Pearson Prentice Hall.
1. Lee, J., Bagheri, B., & Kao, H. A. (2015). A Cyber-Physical Systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems. Manufacturing Letters, 3, 18-23.
2. Shannon, C. E. (1949). Communication in the presence of noise. Proceedings of the IRE, 37(1), 10-21.
3. Г.Г.Бортник В.М.Кичак. ЦИФРОВА ОБРОБКА СИГНАЛІВ : навч. посіб. Вінниця : УНІВЕРСУМ, 2006. 167 с.
4. Cover, T. M., & Thomas, J. A. (2006). Elements of Information Theory (2nd ed.). Wiley-Interscience.
5. Proakis, J. G., & Manolakis, D. G. (2006). Digital Signal Processing: Principles, Algorithms, and Applications. Pearson Prentice Hall.
1. Lee, J., Bagheri, B., & Kao, H. A. (2015). A Cyber-Physical Systems architecture for Industry 4.0-based manufacturing systems. Manufacturing Letters, 3, 18-23.
2. Shannon, C. E. (1949). Communication in the presence of noise. Proceedings of the IRE, 37(1), 10-21.
3. Г.Г.Бортник В.М.Кичак. ЦИФРОВА ОБРОБКА СИГНАЛІВ : навч. посіб. Вінниця : УНІВЕРСУМ, 2006. 167 с.
4. Cover, T. M., & Thomas, J. A. (2006). Elements of Information Theory (2nd ed.). Wiley-Interscience.
5. Proakis, J. G., & Manolakis, D. G. (2006). Digital Signal Processing: Principles, Algorithms, and Applications. Pearson Prentice Hall.