Комплексная интерактивная система по контролю и обеспечению жизнедеятельности растений. Техническая часть

 

Комплексная интерактивная система по контролю и обеспечению жизнедеятельности растений. Техническая часть

Обозначения и сокращения

Интернет - глобальная компьютерная сеть.

ОС - операционная система.

ПК - персональный компьютер, обычно IBM совместимый.

ПО - программное обеспечение.

ЭВМ - электронно-вычислительная машина.

ИИ - искусственный интеллект.

АЦП - аналого-цифровой преобразователь

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь(Hypertext Markup Language)- язык для написания гипертекстовых документов. Основная особенность - наличие гипертекстовых связей между документами находящимися в различных архивах сети; благодаря этим связям можно непосредственно во время просмотра одного документа переходить к другим документам.

XHTML (англ. <#"justify">В итоге, мы получаем интересную разработку, включающую в себя различные методы по контролю и обеспечению жизнедеятельности растений, которая позволяет управлять всеми процессами не только в непосредственной близости с объектом, но и удаленно, например, через интернет или мобильный телефон, что также не исключает использования данного метода для контроля за любыми другими объектами, требующими к себе повышенного внимания к процессу их жизнедеятельности.

1. Краткий обзор объектов поддержания жизнедеятельности объектов

Остановимся на типичных объектах автоматизации. Разобьем эти объекты на три группы.

К первой группе отнесем большие растения, такие, как деревья и кустарники Ботанического Сада. Они требуют специфического ухода. В отношении их в оранжереях накоплен большой опыт по уходу за ними. И целью системы является, в частности, формализация и систематизация этого опыта: определение типичных световых, влажностных и температурных режимов по имеющимся апробированным данным.

Ко второй группе отнесем различное контейнерное садоводство, более типичное для частных оранжерей. Это выращивание овощей и фруктов в контейнерах, выращивание цветов в небольших масштабах в домашних условиях. Следует отметить, что это вызывает устойчивый интерес любителей, и в более широком смысле может включать в себя интересы пчеловодов, небольших предприятий аграрной промышленности, связанных с разведением рыб, аквариумное хозяйство, и т.д. Данная тема в настоящее время широко обсуждается в Интернете как составная часть технологии построения Умного Дома.

К третьей группе относятся экзотические растения, требующие особо внимательного отношения к их выращиванию, и, в частности, это широкое направление, связанное с выращиванием орхидей. Для садоводов орхидеи отличаются повышенной трудностью их содержания и включают, в том числе, спортивный интерес по поддержанию красивых, но весьма требовательных растений, и комплекс в данном случае должен включать большее число датчиков, исполнительных контуров, и более аккуратно обходится с временными параметрами полива, увлажнения и т.д. ( т.е. не по заранее составленной программе, как в случае с контейнерными растениями, а с использованием управления с обратной связью).

Отличительной чертой данного проекта является модульная технология разработки комплекса, что позволяет переориентировать его в вышеперечисленные области применения без трудоемких затрат. Основным средством реализации задачи являются высокопроизводительные устройства ввода, вывода и цифровой обработки сигналов, а также исполнительные устройства - водяные помпы, увлажнители воздуха, электрические шторы и т.д.

1.1 Оранжереи Ботанического Сада Санкт Петербурга

Содержание и уход за крупными редкими видами растений невозможны в домашних условиях. Как правило, необходимы специальные условия, создаваемые в ботанических садах. Цель нашего обзора - зафиксировать существующее положение дел с растениями и автоматизацией классического ботанического сада на примере оранжерей Санкт Петебурга.

Отметим, что ботаническая наука в Петербурге представлена на уровне ведущих научно-исследовательских учреждений. Этот список возглавляют:

1)Ботанический институт им. В.Л.Комарова Российской академии наук

2)Всероссийский институт растениеводства им. Н.И.Вавилова

)Всероссийский институт защиты растений

Санкт-Петербургский Ботанический Сад, созданный на базе Ботанического институт им. В.Л.Комарова, является одним из старейших в нашей стране. Основанием Саду послужил «Аптекарский огород», учрежденный Петром I в 1714 году для выращивания лекарственных трав, а также редких и интересных «заморских» растений. Рост коллекций и значимость работ по изучению растений привели к учреждению в 1823 году Императорского Ботанического Сада. За 1823-1824 годы построено каре оранжерей, планировка которых в основном сохранилась до наших дней. Одновременно создавался парк.

Ботанический Сад обладает богатыми коллекциями живых растений в оранжереях и в парке. В оранжереях Ботанического Сада, площадь которых составляет около 1 га, а общая протяженность 1 км, собраны коллекции живых растений, насчитывающие более 7,5 тыс. видов растений, в том числе из самых отдаленных и экзотических уголков планеты.

Здесь есть «висячие сады» из эпифитов, живущих высоко на ветвях тропических деревьев, видны листья папоротников. Ежегодно в оранжереях дают плоды манго, какао, кофе, флакуртия (тропическая слива), бананы, цитрусовые (лимон, мандарин, апельсин), японская мушмула, инжир, фейхоа, гранат и ряд других растений. Австралийские акации цветут начиная с февраля и цветение некоторых видов продолжается до июля; есть каллистемоны, пальмы, жасмины.

В оранжерее № 6 существует редкая коллекция вересковых, представленная более чем 50 видами азалий и рододендронов. Рододендроны родом из Индии, Китая, Японии, Северной Америки, с гор до 3000-45000 метров над уровнем моря. Естественно, нужны соответствующие условия. В коллекции около 100 гибридных сортов листопадных рододендронов, известных в садоводстве под названием азалий.

В оранжерее № 15 находится коллекция тропических и субтропических папоротников, представленная 500 видами и сортами этих растений. Папоротники широко распространены по всему земному шару, наибольшее их разнообразие наблюдается во влажных тропических лесах, где они произрастают не только на почве, но и как эпифиты на стволах деревьев. Поэтому прохладное отделение оранжереи занимают древовидные папоротники - обитатели горных районов тропиков. Во втором отделении оранжереи расположены эпифиты, среди них миниатюрные папоротники - хейлантесы, хемионитисы, актиниоптерисы.

Коллекция суккулентных и ксерофитных растений собрана в двух оранжереях - фондовой и демонстрационной (оранжерея № 16).

Для содержания уникальной коллекции редких растений необходим профессионализм и опыт, наработанный годами. Еще совсем недавно, людям приходилось выполнять практически всю работу самим и контролировать множество параметров микроклимата с помощью давно устаревших приборов. В ходе недавней реконструкции оранжерей, ситуация с автоматизацией несколько улучшилась. Появились средства регулировки температуры, представленные на рисунках 1 и 2, подключенные к отопительной системе. Это позволило автоматически регулировать температуры внутри оранжерей.

Безусловно, внедренные нововведения, облегчили труд сотрудников ботанического сада и упростили процесс содержания растений. Однако, очевидно, процесс содержания автоматизирован лишь частично.

Коллекция особо редких и нуждающихся в особых условиях растений начала создаваться еще в 30-е годы XVIII века, когда в Ботаническом саду выращивались опунции, цереусы и алоэ. В настоящее время она насчитывает около 1600 видов этих растений, отдельные особо редкие экземпляры которых имеют возраст 50-100 и более лет. Кроме кактусов здесь представлены эндемики острова Мадагаскар - дидиорея Тролля и пахиподиумы, южно-африканские литопсы, растение пустыни Намиб - вельвичия удивительная (на родине ее возраст достигает 2000 лет).

Уже в момент проектирования такой редкой и дорогой по составу оранжереи инженеры задумывались о режимах ухода за растениями. Поскольку технологии, доступные на момент постройки не могли позволить сделать многое, научным сотрудникам и работникам ботанического сада основную часть работы приходилось делать вручную. Несмотря на то, что с момента основания сада прошло практически 300 лет, сейчас мало что изменилось в самом процесса ухода за растениями, но зато накоплен весьма ценный опыт, который можно заложить в автоматизированную систему.

1.2 Контейнерное садоводство

Контейнерное садоводство подходит для жителей городских квартир и таунхаузов. В контейнерах легко вырастить томаты, перец, лук-порей, бобы, морковь, редис, зеленные и ягодные культуры. Контейнером для овощей и фруктов может стать любая емкость с отверстиями для слива воды: кадка, горшок, ящик, подвесная корзина. Распространенное решение - специальные пластиковые контейнеры, которые и дали название популярному ныне направлению. Пример пластиковых контейнеров изображен на рисунке 3.

Контейнеры должны быть наполнены грунтовой смесью, на дно уложен слой дренажного материала. Для наземных горшков используется гравий или осколки терракоты - они сделают контейнеры более тяжелыми, устойчивыми. Для подвесных корзин подойдут легкие прокладки из джута, полиэтилена, скорлупы кокосового ореха, мха (красивый, но дорогой материал), а также из картона. Контейнеры темных цветов будут больше нагреваться на солнце, поэтому в них не выращивается редис, репа, пастернак и другие культуры, предпочитающие прохладу.

Преимущества контейнерного садоводства:

Удобный «мобильный» огород (можно передвинуть горшки туда, где больше солнца или насекомых-опылителей).

Экономия труда и времени (не надо заниматься перекапыванием почвы).

«Работает» на бедных почвах и ограниченном пространстве городской квартиры.

Заполняет некрасивые пустоты в саду и сезонные «залысины» в цветниках

Яркий пример контейнерного садоводства изображен на рисунке 4.

Контейнерное цветоводство справедливо завоевывает все большую популярность, что неудивительно, учитывая его преимущества. Однако контейнерная культура имеет свои недостатки: летом растения нужно часто поливать, в период засухи может понадобиться ежедневный полив. Поэтому автоматизация контейнерного садоводства, как нельзя лучше всего подходит для повышения популярности этого вида.

.3 Орхидеи

Немаловажное значение имеет объект контроля - орхидея. Это декоративно-цветущие растения выделены в особую группу. Орхидеи - многолетние травянистые растения, родом из тропических стран с жарким и умеренным климатом. Орхидеи ценятся не только за своеобразность и красоту цветков самых разных оттенков и цветов, но и за то, что цветение многих из них приходится в основном на зимние месяцы.

Бесспорным преимуществом перед всеми другими цветущими растениями является длительность цветения - цветы орхидей держатся около 1 месяца, у некоторых видов около 2-3 месяцев на растении и около месяца, если их срезать. Цветки орхидей одиночные, в кистевидных, метельчатых и колосовидных соцветиях. Цветки имеют яркоокрашенный околоцветник из двух трехчленных кругов. Задний лепесток внутреннего круга, называется губой и отличается от остальных и по форме и по окраске. Три тычинки в цветке крепятся к столбику, развиты из них только одна или две. Плод - коробочка. Семена очень мелкие, пылевидные. На рисунке 5 изображены орхидеи из коллекции ботанического сада.

Орхидеи очень требовательные и капризные в культуре растения В первую очередь по тому, что им нужна достаточно высокая влажность воздуха.

2. Аппаратная реализация исполнительного контура

.1 Общая схема комплекса

На рисунке 6 приведена общая схема комплекса.

В состав комплекса входят такие части и элементы, как:

USB - Канал связи с компьютером

Модуль оцифровки сигналов и вывода управлений LCard

Реле исполнительных механизмов

Датчики: влажности воздуха, температуры, освещенности, влажности почвы.

12 В - Блок питания реле

Включение системы

Включение шторы

24 В - Блок питания шторы

Ручной реверс шторы

Ручное управление исполнительными устройствами

На рисунке 7 приведена фотография собранного из указанных элементов опытного образца комплекса, изготовленного специально для диплома и испытаний в Ботаническом Саду.

2.2 Блок АЦП/ЦАП

Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) являются устройствами, которые принимают входные аналоговые сигналы и генерируют соответствующие им цифровые сигналы, пригодные для обработки микропроцессорами и другими цифровыми устройствами.

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) предназначен для преобразования числа, определенного, как правило, в виде двоичного кода, в напряжение или ток, пропорциональные значению цифрового кода.

На рисунке 8 представлен блок современных USB цифро-аналоговых преобразователей от LCARD, собранный в одну коробку, используемый как составная часть конструируемого комплекса согласно приведенной выше схеме, рисунок 6.

Слева и справа у него имеются контактные группы аналоговых и цифровых входов-выходов [5]. Технические характеристики модуля представлены в Таблице 1.

Таблица 1 - Технические характеристики АЦП/ЦАП

АЦПКоличество каналов16 дифференциальных или 32 с общей "землей"Разрядность АЦП14 битЭффективная разрядность13,3 бит (100 кГц, диап. изм 2,5 В.)Входное сопротивление (при одноканальном вводе)не менее 1 МОмДиапазон входного сигнала± 10 В; ± 2,5 В; ± 0,625 В; ± 0,156 ВМаксимальная частота преобразования100 кГц (для внутренней или внешней аппаратной синхронизации)Синхронизацияот внешнего синхросигнала, по уровню аналогового сигнала, от встроенного таймера, возможна многомодульная синхронизацияЗащита входов± 30 В (питание вкл.) ± 10 В (питание выкл. и в режиме suspend)МикроконтроллерТипATMega8515Тактовая частота16 МГцВнутреннее ОЗУ данных512 БайтВнутреннее ПЗУ программ8 кБайтFIFO буфер АЦП16 кСловЦАП Количество каналов2Разрядность12 битВремя установления8 мксВыходной диапазон± 5 ВВыходной ток, не более2 мАЦифровые входы и выходыКоличество входов16Количество выходов16Входы-выходы синхронизациивход прерывания контроллера, вход-выход синхронизации АЦПТип логикиКМОП (74 HCT)Питание от шины USBПотребляемый токдо 260 мА (в активном режиме), до 95 мА (в режиме suspend)Выходы для питания внешних цепей+5 В, до 100 мА, ±15 В, до 20 мА по каждой из цепей (опция)Габариты 129x95x26 мм

Рисунок 9 представляет собой функциональную схему модуля АЦП/ЦАП.

Рисунок 9 - Функциональная схема

АЦП/ЦАП состоит из следующих элементов:

1)Микроконтроллер AVR AtMega8515, этот контроллер осуществляет внутреннее управление E14-140

2)USB-device PDIUSB12D, - низкоуровневый контроллер USB, - управляется от AVR

)Коммутатор, предназначенный для аналоговой коммутации сигналов с аналоговых входов на вход усилителя под управлением AVR

)Усилитель, имеющий 4 градации коэффициента усиления.

)АЦП LTC1416 - 14 битное АЦП последовательного приближения, с широкими возможностями программной настройки режима старта АЦП: с использованием входа прерывания ( на разъеме ANALOG I/O ) или входа-выхода синхронизации ( на разъеме DIGITAL I/O)

)Буфер АЦП, хранящий один 14 битный отсчет АЦП в формате 8+8 бит с расширенным знаком дополнительного кода.

)ОЗУ 32 МБ, используемое AVR для буферизации данных АЦП

)Двухканальный ЦАП, записываемый от интерфейса SPI AVR.

Схема аппаратные возможности наиболее существенной части комплекса, существующие регистры и составные части, которые могут учитываться при программировании.

2.3 Аппаратные особенности АЦП/ЦАП

Поясним, каким образом аппаратные особенности АЦП/ЦАП отражаются на программировании комплекса. Ниже на рисунке 10 приведены контактные группы аналоговых входов-выходов [5].

Рисунок 10 - контактные группы аналоговых входов-выходов АЦП-ЦАП модуля E14-140D LCARD

Для инициализации двух выходов ЦАП и использования сигналов двух датчиков АЦП в программном обеспечении комплекса описываются размерности u=[0 0]', y=[0 0]', соответственно и подается команда y=read(u). Вторичное обращение к команде будет подавать соотвествующие сигналы управления на ЦАП и принимать данные в вектор y.

Ниже приведен пример организации цикла сбора данных, запускаемого командой start.

function: start

ЦИКЛ СБОРА ДАННЫХ For i=1:100, measure,

ВЫВОД ГРАФИКА if i=1, g=x else g=[g; x], end, g=??, pause 0.1, end : measure

ДВА ОПОРНЫХ НАПРЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДАЧИКОВ u=[5 5]', z=[0 0]',

ПОДАЧА НАПРЯЖЕНИЯ y=read(u), pause 0.1, СБОР ИНФОРМАЦИИ y=read(u), x=0.9*x+0.1*y(2), НОРМИРОВКА

ОТКЛЮЧЕНИЕ ПИТАНИЯ ДАТЧИКОВ y=read(z),

2.4 Программные драйверы

Для реализации отмеченных выше команд необходимо использовать команды нижнего уровня обмена данными с АЦП-ЦАП модуля E14-140D LCARD, которые организуются в виде вызова подпрограмм на Pascal из среды драйверов Lusbapi, поставляемой вместе с модулем.

Интерфейс для модуля E14-140D LCARD

Перечислим базовые функции для работы с АЦП: 1) Старт-стопные function START_ADC : boolean; virtual; stdcall; abstract; function STOP_ADC : boolean; virtual; stdcall; abstract; 2) Функция Кадр - снять набор точек с 1 по 16 АЦП function ADC_KADR(Data : pshort) : boolean; virtual; stdcall; abstract; 3) Функция Сампл - снять выборку данных с канала function ADC_SAMPLE(Data : pshort; Channel : word) : boolean; virtual; stdcall; abstract. Базовая функция для работы с двухканальным ЦАП: function DAC_SAMPLE(Data : word; Channel : word) : boolean; virtual; stdcall; abstract. Функции для работы с ТТЛ линиями: 1) Активизация линий function ENABLE_TTL_OUT(EnableTtlOut : boolean) : boolean; virtual; stdcall; abstract; 2) Входные данные function TTL_IN(TtlIn : pword) : boolean; virtual; stdcall; abstract; 3) Выходные данные function TTL_OUT(TtlOut : word) : boolean; virtual; stdcall; abstract;

Все интерфейсные функции (кроме особых ReadData() и WriteData()), строго говоря, не обеспечивают потокобезопасную работу dll-библиотеки. Поэтому, во избежание недоразумений, в многопоточных приложениях пользователь должен сам организовывать, если необходимо, корректную синхронизацию вызовов интерфейсных функций в различных потоках (используя, например, критические участки, мутексы и т.д.).

В файл библиотеки функций Lusbapi.dll включена информация о текущей версии dll. CreateInstance() возвращает указатель на интерфейс модуля E-140. В дальнейшем, используя этот указатель, можно осуществлять доступ ко всем интерфейсным функциям dll-библиотеки (см. исходные тексты примеров). Для получения в приложении сведений о данной версии можно использовать вторую из экспортируемых функций из штатной библиотеки: GetDllVersion().

Перед началом работы с DLL библиотекой в пользовательской программе нужно сделать следующие объявления:*pE140; // указатель на интерфейс модуля E-140_PARS_E140 am; // структура содержащая параметры работы АЦП_DESCR_E140 md; // структура содержащая важную информацию о модуле.() позволяет проверить версии используемой dll-библиотеки и текущего программного обеспечения.

Если версии совпадают, то в приложении необходимо получить указатель на интерфейс модуля, вызвав функцию CreateInstance(). В дальнейшем для доступа ко всем интерфейсным функциям модуля необходимо применять именно этот указатель. После этого, используя уже полученный указатель на интерфейс модуля, следует проинициализировать доступ к виртуальному слоту, к которому подключён модуль, применяя для этого интерфейсную функцию OpenLDevice(). Если ошибки нет, то, в общем случае, какой-то из модулей Е-140 подключен к выбранному виртуальному слоту и можно переходить к этапу его идентификации.

Данные, считанные с 14-ти битного АЦП модуля E-140, представляются в формате знакового целого двухбайтного числа от -8192 до 8191. Точностные пределы кодов АЦП, соответствующие выбранному входному диапазону, приведены в следующей таблице 2.

Таблица 2 - Соответствие кода АЦП напряжению на аналоговом входе

МодульУсилениеКодНапряжение, ВТочность, %E-1401; 4; 16; 64+8000+MAX2÷3000.25; 0.3; 0.5; 1.0-8000-MAX2÷3

В таблицу 3 сведены также наиболее часто встречающиеся при программировании модуля термины:

Таблица 3 - Термины

НазваниеСмыслAdcRateЧастота работы АЦП в кГцChannelRateЧастота работы аналогового канала в кГцInterKadrDelayМежкадровая задержка в млсBufferУказатель на целочисленный массив для данныхNpointsЧисло отсчетов вводаAdcChannelЛогический номер аналогового канала АЦПControlTableУправляющая таблица,содержащая целочисленный массив с логическими номерами каналов для циклического последовательного ввода данных с АЦПControlTableLengthДлина управляющей таблицы

2.5 Режим синхронизации АЦП/ЦАП

Старт АЦП может быть синхронизирован с уровнем контролируемого входного сигнала. Пороговое значение сигнала для режима аналоговой синхронизации начала сбора задается в кодах АЦП в диапазоне [-8192..+8191].

Данное поле принимается во внимание только при параметре InputMode=3. растение оранжерея программный драйвер

Ниже перечислены условия начала сбора данных АЦП при аналоговой синхронизации (InputMode=3) и различных значениях полей SynchroAdType и SynchroAdMode (для наглядности приведен рисунок 11).

Рисунок 11 - Режим синхронизации

Устанавливаемые параметры наиболее популярных режимов:

SynchroAdType=0 SynchroAdMode=0

Условием начала сбора данных АЦП является обнаружение сигнала с уровнем большим чем заданное пороговое значение, при этом общая предыстория сигнала не важна (Пример: если запустить АЦП в момент времени (0..t1) или (t2..t3), то сбор начнется только в момент времени t1 или t3 соответственно. Если же запустить АЦП в момент времени (t1..t2), то сбор данных начнется сразу).

=0 SynchroAdMode=1

Условием начала сбора данных АЦП является обнаружение сигнала с уровнем меньшим чем заданное пороговое значение, при этом общая предыстория сигнала не важна. (Пример: Если запустить АЦП в момент времени (0..t1) или (t2..t3) , то сбор данных начнется сразу. Если же запустить АЦП в момент времени (t1..t2), то сбор начнется только в момент времени t2.)

=1 SynchroAdMode=0

Условием начала сбора данных АЦП является обнаружение перехода сигнала с уровня меньшего, чем заданное пороговое значение, на уровень с большим, чем пороговое, значением. (Пример: Если запустить АЦП в момент времени (0..t1), то сбор начнется только в момент времени t1. Если же запустить АЦП в момент времени (t1..t3), то сбор начнется только в момент времени t3.)

=1 SynchroAdMode=1

Условием начала сбора данных АЦП является обнаружение перехода сигнала с уровня большего, чем заданное пороговое значение, на уровень с меньшим, чем пороговое, значением. (Пример: Если запустить АЦП в момент времени (0..t2), то сбор начнется только в момент времени t2.)

2.6 Инсталляция в Visual MatLab

В студии Visual Matlab за основу принята стилизованная версия языка Matlab, изложенная в фундаментальной работе "Матричные Вычисления" авторов Дж. Голуба и Ч. Ван Лоуна. Внешний вид программы MatLab изображен на рисунке 12.

Рисунок 12 - Внешний вид МатLab программы

На основе подпрограмм нижнего уровня создается средний уровень обмена данными с АЦП-ЦАП модуля E14-140D LCARD в виде набора команд программы Visual Matlab обращений к АЦП-ЦАП:

) Установка размерностей вектора измерения и управления. Сначала устанавливаются размеры векторов измерения и управления. Для односвязных систем y=0, u=0. Чтобы задействовать три выхода, два синфазных входа поступаем иначе: y=[0 0 0]', u=[0 0]', y=read(u).

) Подача и чтение данных: для аналоговых портов y=read(u), для дискретных y=readig(u). В последнем случае u=3 означает в двоичной системе счисления 11 (установка в единичку двух первых логических выводов DO TTL-логики).

) Управление и измерение по таймеру: Для управления в режиме реального времени c заданным шагом в 1 секунду (1000 mсs) инициализируется таймер по open timer support и пишется программа обработки прерывания вида

/function: timer 1000 mсs

<Тело программы обработки прерываний>

Перечислим основные особенности программирования Visual MatLab. Во-первых, ось времени. C целью повышения скорости вычислений она генерируется специальной функцией t=time(протяженность), а не t=0:шаг: протяженность. Во-вторых, имена переменных декларируются matrices: имя, имя, имя (имя в одну букву можно не декларировать), также, например, как и в Pascal. В-третьих, точка с запятой используется только после команд вывода матриц и графиков для организации паузы в их рассмотрении.

И первое, и второе, и третье избавляет транслятор от издержек анализа. В остальном, синтаксис сохраняется, формулы отделяются друг от друга запятыми, и поскольку Matlab открытая система, где функции пишутся пользователями, введение новых не противоречит его концепции.

Помимо языка матричных вычислений Visual Matlab поддерживает язык управления картинками, для иллюстрации работы приложений.

Рисунки могут содержать родительские и дочерние сегменты, подобно тому, как на руке имеются пальцы, а пальцы имеют фаланги.

Запятая связывает интерпретируемые предложения, описывающие одновременное движение частей, точка служит цели вывода синтезированного изображения на экран монитора.

Синтаксис приближен к синтаксису обычного языка "Simple English", причем есть адаптаторы к прочим европейским языкам, включая русский. Перечень поддерживаемых графических команд содержится в справочном разделе самой программы.

Особое внимание отводилось удобочитаемости интерпретируемого транслятором текста: "кисть манипулятора поворачивается на X градусов влево", где вычислением переменной X занят, собственно, MatLab.

Сочетание этих двух языков в одном трансляторе (математического и "обычного") создает эффективное средство визуализации математических вычислений Visual Matlab.

Примеры: Итак, договоримся считать, что матрицы обозначаются латинскими буквами A, B, ... x, y, z, в том случае, когда нам нужно привлечь более развитое обозначение, оно обязательно декларируется (уступка скорости трансляции) matrices: Xo, X1, X2, X3, и так далее. Типичные матричные выражения выглядят также, как и в MatLab X=[ 1 1 ]', Y=X'*X. Штрих обозначает операцию транспонирования.

Вывод информации y=? или y=?J (вывод в формате JAVASCRIPT), в виде графика y=??, [t y]=?2D (2D график) и т.д.

Стиль графика может варьироваться опциями ?- ?~ ?*.

Пример вывода графика функции:

=time(100), F=2*t+10*sin(0.5*t), [t F]=?2D_title

Дополнительной опцией можно указать количество временных отсчетов t=time(T,200), по умолчанию принято генерировать сто точек, начиная с нуля. Строки матрицы отделяются точкой с запятой А=[ 1 2 ; 3 4 ], процедура решения системы линейных уравнений AX=B выглядит как X=A\B. Левая и правая операции деления A\B и A/B отличаются тем, что в первом случае инвертируется матрица A, а во втором инвертируется уже B.

Матрицу можно вводить и формулой, например A=solve([n m],'1/(i+j)'), где n и m - размеры матрицы, в одинарных кавычках размещается функция от индексов элемента, описывающая его численное значение.

Интерпретируемый текст можно брать с любой страницы, в том числе, прямо с html, включая коды картинки, на основе которых производится мультипликация. С учетом распространенности интернет-технологий, такое правило добавляет удобств в использовании транслятора.

3. Сенсорная периферия: датчики и исполнительные устройства

В настоящее время существует два достаточно близких между собой вида компьютеров, называемых ноутбук и наладонник (кпк, коммуникатор), удобных для применения в роли некоторых портативных устройств сбора информации и управления. Первые устройства (ноутбуки) проще использовать в "сервоприводах" управляемых через сеть объектов. Употребить мобильный телефон как консоль управления - естественная мысль в связи с распространенностью последних и подходящим для этой цели устройствами (экран, кнопки).

Коммуникаторы, смартфоны и мобильные телефоны отличаются своими малыми размерами и, априори, наличием интернета, однако они более бедны периферией. Их сетевое программное обеспечение частично совместимо с программным обеспечением ноутбуков, в этом направлении, судя по мини-браузеру Опера <#"justify">3.1 Датчики контроля параметров

Датчик температуры

Аналоговый полупроводниковый датчик температуры предназначен для линейного преобразования значения окружающей температуры или температуры какого-либо объекта в постоянное напряжение, отличается широким диапазоном рабочих температур (есть модели -55…+150 °C), высокой точностью (до 1,0 °C в рабочем диапазоне), заводской калибровкой, малым током потребления и низкой стоимостью, см. рисунок 13.

Он обладает линейными характеристиками. Распиновка следующая, если повернуть элемент плоской стороной к себе, ножками книзу, то справа будет земля, слева питание +5 вольт, средняя ножка идет к АЦП через сопротивление в 1 ком. Ноль градусов отвечает напряжению 1.375 вольт. На каждый градус температуры приходится 0.0225 вольта. Рабочий ток небольшой, около 0.5 ма.

Модель датчика AD22100KT , производитель Analog Device. Технические характеристики: корпус TO-92-3pins. Температурный диапазон: -50...+150. Функциональные возможности: датчик температуры с выходным напряжением, пропорциональным температуре. Кт=22,5мВ/°С. Точность измерения не хуже 2°С, Uпит=4…6В. Схема включения и опытный график изменения температуры, см. рисунок 14 и 15.

Датчик влажности почвы

При использовании датчика влажности почвы необходимо подавать напряжения от батареи или от цифро-аналогового преобразователя (внешне избыточное решение, позволяющее варьировать условия измерений и не держать датчики под постоянным током) на один из щупов, погруженных в землю, другой щуп соединяется с АЦП, для измерения наводимого потенциала в мостовой схеме, в которой щуп АЦП связан также с нейтральной шиной через сопротивление порядка нескольких десятков Ком. Конструкция и схема включения см. рисунок 16 и 17.

Датчик освещенности

Датчик позволяет измерять действующее значение освещенности и в зависимости от этого формирует выходное напряжение. Он предназначен для контроля солнечного света. Модель датчика AT012. Диапазон измеряемой освещенности От 10 люкс до 1500 люкс. Выходное напряжение датчика От 0 B до 5 B. Напряжение питания постоянное 12 B ± 10%. Потребляемый ток не более 12 мА. Конструкция и схема включения см. рисунок 19 и 20.

Датчик влажности воздуха

Емкостной датчик влажности обеспечивает широкий диапазон измерений, высокую надежность и низкую стоимость при использовании микроэлектронной технологии. Последняя позволяет производить емкости планарного типа тонкопленочным методом. Благодаря этому мы имеем миниатюрные габариты чувствительного элемента, возможность имплементации на кристалле специализированной интегральной схемы обработки сигнала. Технологичность и высокий выход годных кристаллов обеспечивают малую стоимость продукции данного типа. Итак, для измерения влажности емкостной метод является лучшим.

Чувствительный элемент представляет собой многослойную структуру. На кремниевой подложке 1 напылена платиновая пленка 2, которая образует первый электрод конденсатора. Диэлектриком между обкладками служит термореактивный полимер 3, поверх которого выполнена вторая обкладка конденсатора - платиновая пленка с перфорацией 4, позволяющая влаге проникать к абсорбирующему слою 3 и изменять его относительную диэлектрическую проницаемость, а соответственно - и емкость С конденсатора. Верхним слоем является пленка термореактивного полимера 5, которая служит защитой от пыли и грязи. Также эта конструкция делает возможной промывку датчиков, для этой цели рекомендуется использовать изопропиловый спирт. Датчик типа HIH-4000-001, HIH-3610-001б, производитель Honey Well, см. рисунок 22б.

3.2 Устройства управления

.2.1 Помпа

Устройство, включающего подачу воды на контролируемый участок почвы при уменьшении ее влажности ниже определенного уровня. Тоесть после получения значений влажности почвы ниже установленного уровня, выполняется программа полива, см. рисунок 25.

.2.2 Электрическая штора

При избытке солнечного света происходит необратимый процесс разрушения контейнерного растения, что показано на рисунке 26.

Опираясь на данные датчика освещенности, можно регулировать шторой поступление солнечного света, см. рисунок 27.

3.2.3 Увлажнитель

Позволяет, опираясь на данные датчика влажности воздуха устанавливать нужную влажность, см. рисунок 28.

3.2.4 Веб-камера

Веб-камера обеспечивает доступ к изображению растения через Интернет, см. рисунок 29.

4. Реализация комплекса

Конечная реализация описанного выше комплекса представлена на рисунке 30. Он обеспечивает контроль за жизнедеятельностью экзотических растений, размещенных в аквариуме для поддержания повышенной влажности, и контроль контейнерных растений на окне.

Также комплекс проходил экспериментальное тестирование в Оранжерее Ботанического Сада на предмет выяснения дополнительной аппаратуры, необходимой для поддержания больших растений и доработки Интернет сайта по управлению технологией удаленного контроля растений Оранжереи.

Акт о внедрении результатов дипломного проектирования приведен в Приложении Б.

.1 Основная программа обслуживания

Приведем основную программу обслуживания комплекса, позволяющую контролировать внешний вид растения через веб-камеру, следить за выходными сигналами датчиков и подавать воздействия через Интернет.

% ВЫЗОВ РИСУНКА НА ЭКРАНЕ ПРОГРАММЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ, open table,

% ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ ПЕРЕМЕННЫХ, e=0, y=1, w=0, u=0, w=read(u), N=50, g=0, e=readig(1),

% НАЧАЛЬНОЕ СНЯТИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ С ВЕБКАМЕРЫ, caption, % СНЯТИЕ ГРАФИКОВ (ПЕРВАЯ ТОЧКА), getgraph, % ОСНОВНОЙ ЦИКЛ СИСТЕМЫ, Do, % ЧТЕНИЕ КОМАНДЫ С СЕРВЕРА (ПРИ МОБИЛЬНОМ УПРАВЛЕНИИ), x=y, y=read('com.xml'), % ПАУЗА ЦИКЛА В СЕКУНДАХ, pause 10, % АНАЛИЗ КОМАНДЫ, if y<64, if y<>x, % СНЯТИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ С ВЕБКАМЕРЫ ПО ЗАПРОСУ С СЕТИ, if y=32, caption, else, % УПРАВЛЕНИЕ ПЕРИФЕРИЙНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ, % 1 - ЛАМПА, 2 - УВЛАЖНЕНИЕ, 4 - ПОМПА, 8-16 ШТОРА, e=readig(y), if y>3,if y<8, pause 3, e=readig(y-4), end end end end end % ОПРОС ДАТЧИКОВ, getgraph, end

% ПОДПРОГРАММА СНЯТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ С ВЕБКАМЕРЫ,

function: caption f=write(64,'com.xml'), f=exe('capture'), pause 10, % ЗАПИСЬ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА ЭКРАН, open background image.jpg [:], % ПЕРЕДАЧА НА СЕРВЕР, f=write(0,'#"justify">% ФОРМИРОВАНИЕ ТАБЛИЦЫ ПОКАЗАНИЙ, if N>9, N=0, if cols(g)<2, g=w', else, if rows(g)>99, g=g(2:100,:), end, g=[g; w'], end, % ПЕРЕДАЧА НА СЕРВЕР, f=write(g,'plant.xml'), end pause 20

.2 Пример программ для датчиков

Программы для каждого из используемых датчиков практически идентичны друг другу, разница состоит лишь в формуле пересчета параметров. Ниже приведен пример программы полива, см. рисунок 30, и формул перерасчета параметров для каждого из датчиков.

Инициализация переменных, e=0, y=0, u=0, y=read(u), start, function: start ВКЛЮЧЕНИЕ ПОМПЫ И ВЫВОД ГРАФИКА e=reading(4), For i=1:100, measure, if i=1, g=y else g=[g;y], end, g=??, pause 0.1, end : measure ОПОРНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ПИТАНИЯ ДАЧИКА u=5, ПОДАЧА НАПРЯЖЕНИЯ y=read(u), pause 0.1, СБОР ИНФОРМАЦИИ y=read(u), ОТКЛЮЧЕНИЕ ПИТАНИЯ ДАТЧИКОВ y=read(0),

Формула перерасчета температуры в физическое значение:

y =(y-1.375)/0.0225

Формула перерасчета влажности воздуха в физическое значение:=(y-0.958)/0.0307

Освещенность устанавливается экспериментально: 5 вольт=прямое воздействие солнечных лучей, 0.01вольта=сумерки.

Влажность почвы устанавливается экспериментально: 5 вольт = залитая почва, 1 вольт = сухая непригодная для жизнедеятельности почва.

5.Передача данных в интернет

Одной из главных особенностей этого проекта является возможность полнофункционального управления всем комплексом удаленно через интернет или даже мобильный телефон. Для его реализации был создан сайт поддержки, с помощью которого можно в режиме онлайн получать отчеты и изменять параметры объекта контроля.

.1 Структурная схема передачи данных в Интернет

На рисунке 32 отражена общая схема передачи информации, полученной системой сбора показаний в интернет. Для создания такого сервера нет необходимости в выделенной линии (можно использовать обычный Интернет сервер). Кроме того, для отправки информации в сеть подойдет как обычный модем, так и радиомодем.

Рисунок 32 - Схема передачи информации в Интернет

Страница с математической библиотекой, обладающая интерактивными качествами обмена с сетью названа Matlab Home Server (MHS).

C одной стороны, она легко взаимодействует через жесткий диск (HDD) с адаптерами систем управления, в частности, с Visual Matlab <file:///C:\ASites\ArtSpb\mathematics\VMatLab2.htm>. С другой стороны, технология Ajax позволяет ей в реальном времени взаимодействовать с сервером, где информация хранится в XML формате. Образуется канал передачи через Интернет. Эта технология удобна, поскольку страница легко корректируется. Помимо этой организации существует и упрощенная схема, поскольку Visual Matlab <file:///C:\ASites\ArtSpb\mathematics\VMatLab2.htm> обладает собственными подпрограммами обмена с сервером данными сигналов и изображений растений.

Со стороны клиента с комплексом взаимодействует программа MatLab On Line, обладающая возможностью хранить и корректировать программы управления комплексом прямо через сеть. Это удобно при удаленном позиционировании оранжереи с растениями.

.2 Программа обслуживания передачи данных в интернет

Верхний уровень обмена с периферией на уровне Интернет: опишем основные Интернет команды управления комплексом.

Со стороны аппаратуры реализованы интерфейсные команды чтения и записи данных на сервер. 1) Изображений ВЕБ-камеры: A=read('#"justify">Со стороны интернет-пользователя реализованы интерфейсные команды чтения и записи данных на сервер. 1) Изображений ВЕБ-камеры (чтение в окно): imagewindow('name.jpg'), 2) Данных датчиков: A=receive('name'), 'name'=send(A).

Интерфейс программы обслуживания передачи данных (разновидность программы MatLab On Line), созданной для комплекса, представлен на рисунке 33.

5.3 Технология передачи данных

.3.1 Формат данных xml

Для чтения данных с сервера клиентским приложением употребляется формат XML. XML-документ - это текстовый файл, в котором при помощи специальных маркеров создаются элементы данных, последовательность и вложенность которых определяет структуру документа и его содержание.

Основным достоинством XML документов является то, что при относительно простом способе создания и обработки, они позволяют создавать структурированную информацию, которую хорошо "понимают" компьютеры.

По синтаксису язык подобен HTML и является еще одним языком разметки, как SGML. Он удобен, так как остается легким для прочтения человеком, и легким для программного разбора. Документы, написанные на языках разметки содержат, в основном, две вещи: данные и мета-данные. Мета-данные - это дополнительная информация, которая добавляет к данным некий контекст или смысл.

Простой пример: используем мета-данные, чтобы добавить данным смысла:

<sentence>Моего<animal>кота</animal>зовут<name>Eddy</name> </sentence>.

У XML очень строгий синтаксис, что облегчает контроль. Например, в XML каждый <тэг> должен иметь закрывающий </тэг>. Тэги закрываются в порядке, обратном порядку их открытия. ВСЕ элементы в документе XML должны заключаться в тэги (исключая два внешних тэга). Именно поэтому в примере выше мы написали тэги <sentence> вокруг предложения. Без них некоторые слова в предложении могли бы не попасть между тэгами.

Примером мощности XML, но в то же время и его медлительности является тот факт, что на нем можно написать базу данных. Большинство имеющихся парсеров (программ для разбора) XML недостаточно быстры.

Ниже приведен фрагмент типичного XML файла.

<?xml version="1.0" encoding="windows-1251" ?>

<!DOCTYPE InfoPacket SYSTEM "#"justify"><InfoPacket>

<Source type="string">ПРАЙМ-ТАСС</Source>

<Time type="datetime">08.05.2007 13:53:17</Time>

<InfoItem>

<Time type="datetime">17.04.2007 10:07:47</Time>

<Title type="string">

Первый серийный самолет "Ту-214" производства КАПО совершил первый испытательный полет

</Title>

<Text>

МОСКВА, 11 апреля. /ПРАЙМ-ТАСС/. Первый экземпляр

самолета Ту-214, выпущенный в серийном исполнении

на Казанском авиационно-производственном объединении

/КАПО/, совершил первый испытательный полет.

</Text>

</InfoItem>

</InfoPacket>

Первые две строчки в этом примере можно пока считать обязательными, которые должны присутствовать (первая строчка означает, что данный документ является XML-документом, а вторая указывает на специальный ресурс <#"justify">5.3.2 Чтение данных из xml-документа

Для асинхронных запросов от клиента к серверу на стороне браузера служит специальный объект под названием XMLHTTPRequest <#"justify">.3.3 Запись данных в xml-документ

Для записи данных от клиента на сервер, на сервере требуется разместить PHP-процедуру putdata.php, которая создаст XML документ, взяв данные, передаваемые методом POST.

<?(isset($_POST["password"])){

$name=$_POST["password"]; $message=$_POST["data"];

}{

$name='data'; $message=$_POST["data"];

}

$file_ms=$name.".xml";

$message=StripSlashes('<?xml version="1.0" ="UTF-8"?>

<root><data>'.$message.'</data></root>');

$deleted = unlink($file_ms);

$fp = fopen($file_ms,"a+");

$fw = fwrite($fp,$message); ($fp);

?>

В данном случае password содержит имя создаваемого XML документа, а второй параметр содержит данные data. StripSlashes настраивает фильтр пропускать типичные для XML конструкции в записываемый файл.

Этой процедуре данные передаются при помощи Ajax технологии.

function ajaxWrite(password,putmessage){ xmlObj2 = null; contentType = "application/x-www-form-urlencoded; charset=UTF-8";(window.XMLHttpRequest){ = new XMLHttpRequest();

} else if(window.ActiveXObject){ = new ActiveXObject("Microsoft.XMLHTTP");

} else { ;

} .open ('POST',serveraddressreceive+'putdata.php',true); .setRequestHeader("Content-Type", contentType); .send('password='+password+'&data='+putmessage);

}

Передаваемые методом POST параметры отделяются амперсантом &..

Рассматриваемая технология позволяет клиентскому приложению обмениваться данными с сервером, посылая на него данные, полученные с помощью системы сбора данных.

.4 Использование технологии Ajax

Когда существующих возможностей становиться мало, а совершенствовать существующее уже некуда, тогда и происходит технологический прорыв. Таким прорывом и стал AJAX (Asynchronous JavaScript and XML) - подход к построению пользовательских интерфейсов веб-приложений, при котором web-страница, не перезагружаясь, сама догружает нужные пользователю данные. Это идея, которая базируется на двух основных принципах:

Использование DHTML для динамичного изменения содержания страницы. - Использование XMLHttpRequest для обращения к серверу "на лету".

Использование этих двух подходов позволяет создавать намного более удобные WEB-интерфейсы пользователя на тех страницах сайтов, где необходимо активное взаимодействие с пользователем. Использование Ajax стало наиболее популярно после того, как компания Google начала активно использовать его при создании своих сайтов, таких как Gmail, Google maps и Google suggest. Создание этих сайтов подтвердило эффективность использования данного подхода. Рассмотрим на рисунке 34 классическую модель WEB-приложения.

Рисунок 34 - Классическая модель Web-приложения

Клиент, набирая в строке поиска адрес интересующего его ресурса, попадая на сервер, делает к нему запрос. Сервер производит вычисления в соответствии с запросом, обращается к базе данных и так далее, после чего полученные данные идут клиенту и, в случае необходимости подставляются в шаблоны и обрабатываются браузером.

Результатом является страница, которую мы видим, и которую 80% населения страны находящейся в WEB называют Интернетом. Это классическая модель, которая успела себя зарекомендовать и заслужить себе почетное место под солнцем. Это самая простая модель взаимодействия и, как следствие, самая распространенная. Однако ее все чаще становиться недостаточно. Рассмотрим более эффективную модель обновления данных с использованием технологии Ajax. Модель обмена данными в Ajax представлена на рисунке 35.

Рисунок 35 - Модель обмена данными в Ajax

В Ajax обработка данных на стороне сервера отличается от классической модели. При обращении к серверу, генерируется страница, которая будет отображаться пользователю, и предлагать ему совершить интересующую его последовательность действий.

При сознательном (хотя и не обязательно) выборе клиента, его запрос будет обращаться к AJAX модулю, который и будет производить все интересующие его вычисления и работу с сервером как таковым. Новшество состоит в том, что в том, что технология Ajax дает возможность динамически обращаться к серверу и выполняет интересующие нас действия и оперативное изменение данных на странице без её перезагрузки

.5 Интерфейс сайта поддержки, разработанного комплекса

На рисунке 36 приведена структурная схема разработанного сайта.

Рисунок 36 - структурная схема сайта

На рисунке 37 приведена главная страница разработанного сайта.

Рисунок 37 - Скриншот главной страницы разработанного сайта

6. Разработка элементов бизнес-плана

.1 Анализ рынка сбыта

Сейчас рынок разработки систем автоматизации переживает очередной этап развития. Основные потенциальные потребители данной продукции, стали как крупные производственные предприятия, так и частные клиенты для бытового применения.

Кроме того, на рынке разработки подобных систем заметно обострилась конкуренция. Началась некая «интеллектуализация» рынка.

Качественное исполнение, динамическое обновление информации, постоянное расширение функциональности, надежность - основные приоритеты развития.

Данная комплексная система контроля и обеспечения жизнедеятельности растения, разрабатывается, как часть основной системы по уходу а растениями, так и как составная часть общей системы «Умный дом», что немаловажно она нашла свое применение в ботаническом саду, находящегося в г. Санкт-Петербурге.

6.2 Конкурентоспособность предложения услуги

Основными конкурентами являются проекты «Умного дома» других фирм- производителей, которые могут составить некоторую конкуренцию нашему проекту. Но, в целом, разработанный комплекс достаточно специфичен и кардинально отличается не только местом применения, но и стоимостью. В нашей стране не существует производителя подобной продукции, они есть только в странах западной Европы и в Китае, но по причине географического расположения и себестоимости, они не могут составлять конкуренцию.

Также немаловажным фактором для повышения конкурентоспособности, является создание Web-приложения по поддержке данной разработки. Поднять его популярность можно за счет его регистрации во всевозможных поисковых системах.

.3 Стратегия ценообразования и формирование цены на товар

В стратегии ценообразование необходимо выбрать стратегию быстрого проникновения на рынок, подобная услуга уже известна потребителю, поэтому для того, чтобы добиться признания и высоких объемов продаж нужно запускать в продажу по низкой цене. Целесообразность выбранной стратегии также обусловлена тем, что потенциальный рынок еще не очень развит и цены на продукцию завышены, большинство же потребителей чувствительны к запрашиваемым ценам.

В качестве метода ценообразования можно выбран метод формирования цены методом «издержки плюс прибыль» (начисление стандартной наценки, нормативной прибыли на себестоимость товара и определение цены в виде суммы себестоимости и прибыли) он как нельзя лучше согласуется со стратегией быстрого проникновения на рынок.

6.4 Приоритетная стратегия продвижения товара на рынок

Если говорить о стратегии продвижения Web-приложений, что на данный момент является одним из лучших методов по продвижению и ознакомления потенциальных потребителей, то необходимо отметить, что здесь главной успешностью Интернет проекта является увеличение количество его посещений, таким образом можно сформулировать ряд мер, направленных на активное продвижение.

Одним из самых распространенных способов продвижения Интернет ресурсов является регистрация приложения в поисковике

Информационно-поисковые системы Интернета (или просто поисковики) - это своеобразные сайты-справочники, предназначенные для поиска информации на просторах всемирной паутины. Наряду с собственно русско-, немецко-, англоязычными и пр. поисковиками существуют международные поисковые системы, позволяющие осуществить поиск вне зависимости от языка запроса. Чем большее количество поисковиков будет охвачено, тем эффективней и качественней будет раскрутка нашего Интернет-сайта, и тем выше будет уровень поискового продвижения сайта.

Таким образом, можно быть уверенным, что о разработке узнает широкая аудитория Интернет-пользователей всего мира. Ссылка на сайт будет прямая - и таким образом фирма сможете поднять свой Индекс Цитирования во всех поиcковых системах Интернета (Яndex, Rambler, Апорт, Yahoo и других) и PageRank в поисковой системе Google.

Список информационно-поисковых систем, с которыми возможно работать - огромен. Ссылки на сайт можно разместить не только в поисковых системах России, но также и в лучших мировых поисковых системах: американских (Google, Altavista), украинских поисковых системах (Мета и др.), в поисковых системах Польши (Onet), Германии, лучших поисковиках Грузии, Казахстана, Китая и других стран.

Путем установления регистрации в поисковиках, становиться возможно разместить ссылку на ресурс в англоязычных поисковых системах Google, Yahoo и в MSN, занимающего верхние строчки в рейтинге поисковых систем мира.

6.5 Технические параметры системы поискового продвижения web-сайтов

Быстрота: выделенный мощный сервер, кэширование блоков ссылок, обслуживание100% запросов, выдача блоков за 0.1 секунду, что очень важно для индексации страниц ссылок всеми поисковыми системами;

Фиксирование ссылок: URL ссылки, текст ссылки и описание сайта закрепляются за определенными уникальными страницами и не "гуляют", что очень важно для поисковых систем: Mail.ru, Рамблер, Google;

Статические страницы ссылок: большинство каталогов ссылок на сайтах участников системы статичны, что влияет на быстроту и частоту их индексации и очень важно для продвижения в поисковиках типа Google .

6.6 Производственный план

.6.1 Расчет длительности разработки

Сроки разработки прикладных приложений: 01.05.2007 -08.2007. Программное обеспечение в рамках данной дипломной работы разрабатывается одним программистом. Требуемое оборудование для создания приложений включает ПК со средними характеристиками(процессор Р1V, жесткий диск 20-40ГБ, видеокарту порядка Radeon 9600) , ОС Windows XP , среда разработки Visual MatLab, Delphi.

Сроки разработки аппаратно-технической части: 01.2007 -01.04.2007. Техническое обеспечение в рамках данной дипломной работы налаживается и разрабатывается двумя специалистами. Требуемое оборудование для обеспечения проекта технической составляющей включает в себя стандартный набор инструментов, арматуру и провода.

Сроки разработки Web-приложения: 01.09.2007 -12.2007. Программное обеспечение в рамках данной дипломной работы разрабатывается одним Web-программистом. Требуемое оборудование для создания приложений включает ПК со средними характеристиками(процессор Р1V, жесткий диск 20-40ГБ, видеокарту порядка Radeon 9600) , ОС Windows XP , Web-сервер Apache, среда разработки PHP, MySQL, а так же необходима возможность доступа в Интернет на последних этапах работы.

Продолжительность действий характеризуется высокой неопределенностью и основывается на b-распределении. Для каждого действия устанавливаются три экспертные оценки.

Ai - оценка продолжительности действия при наиболее благоприятном стечении обстоятельств;

Bi - оценка продолжительности действия при самом неблагоприятном стечении обстоятельств;

Mi - наиболее вероятная продолжительность действия.

Ожидаемая величина длительности действия MOi и стандартное отклонение Di для каждого действия составляет:

MOi = (Ai + 4*Mi + Bi)/6,

Di = ( Bi - Ai)/6,

где Di - характеризует степень неопределенности выполнения работ за ожидаемое время. Если разброс между Bi и Ai мал, то степень достоверности того, что работа будет выполнена точно в срок, велика. Итоговая оценка затрат на разработку программного продукта и стандартное отклонение от этой оценки составляют:

В таблицах 4,5,6 представлены оценки деятельности разработки приложений.

Таблица 4 - Упорядоченная последовательность действий и оценка их длительности при разработке прикладных приложений, дн.

ДействияAiMiBiMOiDi1. Разработка технического задания,дн81013100,82. Сбор информационных данных для разработки, дн34540,33. Выяснение потребностей и целей заказчика,дн12520,64. Разработка архитектуры ПО, дн571070,85. Проектирование структуры ПО, дн46860,66. Разработка ПО нижнего уровня (Pascal), дн71115111,37. Разработка ПО среднего уровня (Visual MatLab), дн1416201618. Разработка ПО драйверов, дн34520,39. Разработка основных функций приложения, дн23530,510. Разработка графического оформления, дн71012100,811. Локальное тестирование приложения, дн23430,312. Разработка документации, отчет перед заказчиком, дн791090,5 Итого, дн.6385111857,8

Таблица 5 - Упорядоченная последовательность действий и оценка их длительности при разработке аппаратно-технической части, дн.

ДействияAiMiBiMOiDi1. Разработка технического задания,дн121417140,82. Сбор информационных данных для разработки, дн791190,63. Выяснение потребностей и целей заказчика,дн23430,54. Разработка структуры устройств, дн681080,65. Проектирование, дн111315110,86. Покупка оборудования, дн23430,57. Сборка, пайка, дн182125211,18. Тестирование оборудования, дн34540,39. Разработка документации, отчет перед заказчиком, дн101215120,8 Итого, дн.7185107856

Таблица 6 - Упорядоченная последовательность действий и оценка их длительности при разработке активного Web-приложения, дн.

ДействияAiMiBiMOiDi1. Разработка технического задания,дн101215120,82. Сбор информационных данных для разработки, дн34540,33. Выяснение потребностей и целей заказчика,дн12520,64. Разработка архитектуры ПО, дн571070,85. Проектирование структуры ПО, дн46860,66. Разработка ПО нижнего уровня (использование технологии AJAX для передачи данных по сети в виде вектора данных), дн71115111,37. Разработка дизайна и общего стиля, дн1416201618. Разработка основных функций приложения, дн23530,59. Разработка графического оформления, дн71012100,810. Локальное тестирование приложения, дн23430,311. Сетевое тестирование Интернет приложения, дн12320,312. Разработка документации, отчет перед заказчиком, дн791090,5 Итого, дн.6385111857,8

6.6.2 Расчет себестоимости разработки

Расчет себестоимости проводится для определения рыночной цены комплексной системы и инвестиционных затрат. Рыночная цена основывается на плановой себестоимости. Инвестиционные затраты принимаются равными плановой себестоимости.

В таблице 7 приведены основные показатели для расчета себестоимости.

Таблица 7 - Основные показатели для расчета себестоимости

НаименованиеОбозначениеСтоимость, руб.КоличествоБалансовая стоимость ПК Фпкб150001Балансовая стоимость ОСФкамб30001Балансовая стоимость устройств управленияФусб183508Балансовая стоимость датчиков контроляФдатб6504Среднемесячная заработная плата заработная плата разработчика с отчислениями на социальные нужды Фсрв 25000 1

Плановая себестоимость определяется по формуле:

С = (З + А + Спр.)(1 + Кн),

где З - заработная плата разработчика с начислениями на социальные нужды

А - амортизация ПЭВМ и другого оборудования,

Спр - прочие производственные затраты,

Кн - коэффициент накладных затрат,

При определенной выше длительности разработки tp и коэффициента начислений на социальные нужды 0,262 заработная плата рассчитывается:

где m - среднее количество дней в месяц, m = 22;

З0 - среднемесячная заработная плата разработчика;

tp - длительность разработки.

При tp = 240 дней:

Амортизационные отчисления при линейном методе расчета амортизации составят:

где НА - годовая норма амортизации;

ЦВТ - балансовая стоимость вычислительной техники (ВТ),

среднее количество рабочих дней в году - 256;

tм - объем машинных ресурсов для разработки ПО (дней).

Для расчета амортизации могут использоваться и другие методы, разрешенные Положением по бухгалтерскому учету.

Балансовая стоимость вычислительной техники

ЦВТ = Фпкб + Фкамб + Фусб +Фдатб =15000+ 18350+3000+650 = 34 000 руб. НА = 12%.

Объем машинных ресурсов 207 дней.

Прочие производственные затраты включают затраты на техническое обслуживание и ремонт ВТ, расходные материалы и определяются по формуле:

где Нпр - процент прочих производственных затрат от первоначальной стоимости ВТ, Нпр = (3¸4)%.

Плановая себестоимость разработки при Кн = 0,2 составит:

C = (151440+ 43031,25+125,5)(1 + 0,2) = 194596,25 руб.

6.7 Организационный план

Разработка комплексной системы ведется, как для широкого круга пользователей, так и для Ботанического сада г. Санкт-Петербурга.

При выполнении проекта осуществлялось взаимодействие с дирекцией института, с научными сотрудниками, которые выражали пожелания, требования, а также предоставляли исходные данные по средствам контроля за растениями.

6.8 Финансовый план

Капитальный бюджет - финансовый документ, который представляет прогноз расходов фирмы на проект на данный период. В таблице 8 представлен список необходимого оборудования для разработки приложения. План доходов и расходов представлен в таблице 9

Таблица 8 - Список необходимого оборудования

Тип оборудованияНаименованиеМодельКол-во, штЦена за 1шт, рубСтоимость, рубАппаратное обеспечениекомпьютерNotebook Acer N358011500015000Программное обеспечениеОперационная системаWindows XP130003000Аппаратное обеспечениеУправляющие устройства---11835018350Аппаратное обеспечениеУстройства контроля---165018350Итого34000

Таблица 9 - Капитальный бюджет

Статья затратИнтервал, мес1231. Аренда помещения, руб.0002. Приобретение оборудования, руб.34000003. Эксплуатационные расходы, руб.50005000100004. Накладные расходы, руб.7657657655. Расходы на сертификацию, руб.4000006. Резерв, руб.100001000010000Итого:5376515765207656.9 Оценка экономической эффективности инвестиционного проекта

Основной оценкой экономической эффективности проекта является критерий NPV (дисконтного денежного потока). Он характеризует стоимость денег в будущем. Расчет NPV приведен в таблице 9 .

Критерий NPV рассчитывается по формуле:

, (5)

где t - интервал (промежуток времени, на который разбивается жизненный цикл проекта);

Tж - срок жизни проекта (жизненный цикл);

Дt - чистый поток денежных средств;

(1 + i)-t - коэффициент дисконтирования;- ставка дисконта (0,2);

Чистый поток денежных средств Дt, генерируемых инвестиционным проектом за каждый год жизни проекта, рассчитывается по формуле:

, (7)

где ЧПt - годовая чистая прибыль от реализации продукции;

At - годовые амортизационные отчисления;

ИЗt - инвестиционные (единовременные) затраты;

ИЗ = 350231 руб.

Годовая чистая прибыль может быть рассчитана как:

, (8)

где ВР - годовой объем продаж;

ЭР - годовые эксплуатационные расходы;

Т - ставка налога на прибыль (0,24);

Валовая прибыль ВП рассчитывается по формуле

П = BP - ЭР (9)

Налог на прибыль НП рассчитывается по формуле

НП = ВП*0,24 (10)

Чистая прибыль ЧП рассчитывается по формуле

ЧП = ВП - НП (11)

Чистый поток денежных средств ЧПДС рассчитывается по формуле

ЧПДС = ЧП + А - ИЗ (12)

Приведенный денежный поток ПДП рассчитывается по формуле

ПДП = ЧПДС*i (13)

рассчитывается по формуле

= NPV предыдущего периода - ПДП текущего периода (14)

В соответствии с результатами маркетинговых исследований выход на рынок планируется с ценой в 30000р за каждое web-приложение. В случае если за 1 год будет продано 14 систем, за второй 14 систем и за третий 14 систем. Годовой объем продаж составит:

ВР(1 год) = 420000 руб/год

ВР(2 год) = 420000 руб/год

ВР(3 год) = 420000 руб/год

Затраты на рекламу:

год: 1000 руб.*12 мес= 12000 руб. в год

год: 1000 руб.*12 мес= 12000 руб. в год

год: 1000 руб.*12 мес= 12000 руб. в год

В таблице 10 приведена экономическая эффективность разрабатываемого проекта.

Таблица 10 - Оценка экономической эффективности проекта

Показатели, руб.Интервал, год01231. Выручка от реализации, руб.4200004200004200002. Инвестиционные затраты, руб.-340000003. Эксплуатационные расходы, руб.0-23000-12000-120004. Валовая прибыль, руб.03970004080004080005. Налог на прибыль, руб.0-95280-97920-979206. Чистая прибыль, руб030172031008031000807. Экономическая Амортизация, руб.01133311333113338. Чистый поток денежных средств, руб.-340003130533214133214139. Дисконтный множитель i = 0,210.830.690.5810. Приведенный денежный поток, руб.-34000 25983422177518642011. NPV, руб.-34000-2258344059190479

Срок окупаемости - интервал, на котором NPV становится положительным. В данном случае срок окупаемости составляет приблизительно 2 года. Экономический эффект на третий год составит 190479руб.

6.10 Анализ рисков и неопределенностей

Отсутствие спроса является основным экономическим риском при создании данного проекта. Вероятность подобного хода событий оценивается как минимальная, вследствие отсутствия какого-либо подобного продукта на российском рынке, а также феерический успех схожих по целям и принципам устройств на прошедшей выставке, посвященной развитию растениеводства, вкупе с широким спектром применения, возможностью расширения и очень привлекательной ценой.

Разработка устройства в значительной мере зависит от используемого программного и аппаратного обеспечения. Поэтому к числу основных задач следует отнести обеспечение корректной работы ПЭВМ, на которой выполняется проектирование и отладка системы. При неистекшем сроке эксплуатации ПЭВМ и использовании лицензированного программного обеспечения вероятность отказов оценивается как очень низкая. В случае их возникновения потребуется замена используемого программного либо аппаратного обеспечения.

Вероятность, связанные с удорожанием аппаратного и программно обеспечения, отсутствуют, так как с расширением рынка компьютерной техники все острее проявляет себя конкурентная борьба, что способствует снижению цен на их продукцию.

7. Безопасность жизнедеятельности

С развитием научно-технического прогресса немаловажную роль играет возможность безопасного исполнения людьми своих трудовых обязанностей. В связи с этим была создана и развивается наука о безопасности труда и жизнедеятельности человека.

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) - это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение безопасности человека в среде обитания, сохранение его здоровья, разработку методов и средств защиты путем снижения влияния вредных и опасных факторов до допустимых значений, выработку мер по ограничению ущерба в ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени.

Цель и содержание БЖД:

- обнаружение и изучение факторов окружающей среды, отрицательно влияющих на здоровье человека;

ослабление действия этих факторов до безопасных пределов или исключение их если это возможно;

ликвидация последствий катастроф и стихийных бедствий.

Круг практических задач БЖД прежде всего обусловлен выбором принципов защиты, разработкой и рациональным использованием средств защиты человека и природной среды от воздействия техногенных источников и стихийных явлений, а также средств, обеспечивающих комфортное состояние среды жизнедеятельности.

Охрана здоровья трудящихся, обеспечение безопасности условий труда, ликвидация профессиональных заболеваний и производственного травматизма составляет одну из главных забот человеческого общества. Обращается внимание на необходимость широкого применения прогрессивных форм научной организации труда, сведения к минимуму ручного, малоквалифицированного труда, создания обстановки, исключающей профессиональные заболевания и производственный травматизм.

На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного воздействия опасных и вредных факторов производства. Уровни этих факторов не должны превышать предельных значений, оговоренных правовыми, техническими и санитарно-техническими нормами. Эти нормативные документы обязывают к созданию на рабочем месте условий труда, при которых влияние опасных и вредных факторов на работающих либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах.

Данный раздел дипломного проекта посвящен рассмотрению следующих вопросов:

определение оптимальных условий труда инженера - программиста;

расчет освещенности.

.1 Характеристика условий труда программиста

Научно-технический прогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и отдыха.

В настоящее время компьютерная техника широко применяется во всех областях деятельности человека. При работе с компьютером человек подвергается воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов: электромагнитных полей (диапазон радиочастот: ВЧ, УВЧ и СВЧ), инфракрасного и ионизирующего излучений, шума и вибрации, статического электричества и др..

Работа с компьютером характеризуется значительным умственным напряжением и нервно-эмоциональной нагрузкой операторов, высокой напряженностью зрительной работы и достаточно большой нагрузкой на мышцы рук при работе с клавиатурой ЭВМ. Большое значение имеет рациональная конструкция и расположение элементов рабочего места, что важно для поддержания оптимальной рабочей позы человека-оператора.

В процессе работы с компьютером необходимо соблюдать правильный режим труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках.

.2 Требования к производственным помещениям

Источники света, такие как светильники и окна, которые дают отражение от поверхности экрана, значительно ухудшают точность знаков и влекут за собой помехи физиологического характера, которые могут выразиться в значительном напряжении, особенно при продолжительной работе. Отражение, включая отражения от вторичных источников света, должно быть сведено к минимуму. Для защиты от избыточной яркости окон могут быть применены шторы и экраны.

В помещениях, где находится компьютер, необходимо обеспечить следующие величины коэффициента отражения: для потолка: 70…80%, для стен: 50…60%, для пола: 30…50%.

.2.1 Освещение

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, благотворно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм.

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.

Существует три вида освещения - естественное, искусственное и совмещенное (естественное и искусственное вместе).

Естественное освещение - освещение помещений дневным светом, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях помещений. Естественное освещение характеризуется тем, что меняется в широких пределах в зависимости от времени дня, времени года, характера области и ряда других факторов.

Искусственное освещение применяется при работе в темное время суток и днем, когда не удается обеспечить нормированные значения коэффициента естественного освещения (пасмурная погода, короткий световой день). Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным, называется совмещенным освещением.

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное. Рабочее освещение, в свою очередь, может быть общим или комбинированным. Общее - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования. Комбинированное - освещение, при котором к общему добавляется местное освещение.

Согласно СНиП II-4-79 в помещении вычислительных центров необходимо применить систему комбинированного освещения.

При выполнении работ категории высокой зрительной точности (наименьший размер объекта различения 0,3…0,5мм) величина коэффициента естественного освещения (КЕО) должна быть не ниже 1,5%, а при зрительной работе средней точности (наименьший размер объекта различения 0,5…1,0 мм) КЕО должен быть не ниже 1,0%. В качестве источников искусственного освещения обычно используются люминесцентные лампы типа ЛБ или ДРЛ, которые попарно объединяются в светильники, которые должны располагаться над рабочими поверхностями равномерно.

Требования к освещенности в помещениях, где установлены компьютеры, следующие: при выполнении зрительных работ высокой точности общая освещенность должна составлять 300лк, а комбинированная - 750лк; аналогичные требования при выполнении работ средней точности - 200 и 300лк соответственно.

Кроме того, все поле зрения должно быть освещено достаточно равномерно - это основное гигиеническое требование. Иными словами, степень освещения помещения и яркость экрана компьютера должны быть примерно одинаковыми, т.к. яркий свет в районе периферийного зрения значительно увеличивает напряженность глаз и, как следствие, приводит к их быстрой утомляемости.

7.2.2 Параметры микроклимата

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря терморегуляции, т.е. способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Принцип нормирования микроклимата - создание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой.

Микроклимат производственного помещения определяется температурой, относительной влажностью, скоростью движения воздуха в производственном помещении. Микроклимат влияет на работоспособность, производительность труда и здоровье работников. Согласно требованиям СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы нормирование параметров микроклимата в рабочей зоне производится в зависимости от периода года, категории работ по энергозатратам, избытку явного тепла.

Оптимальные значения параметров микроклимата приведены в таблице 11.

Таблица 11 - Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ВДТ и ПК

Период годаКатегория работТемпература воздуха, град.С не болееОтносительная влажность воздуха, %Скорость движения воздуха, м / сХолодныйЛегкая - 1а22 - 2440 - 600.1ТеплыйЛегкая - 1а23 - 2540 - 600.1

К категории 1а относятся работы, производимые сидя и не требующие физического напряжения, при которых расход энергии составляет до 120 ккал/ч. К категории 1б относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, при которых расход энергии составляет от 120 до 150 ккал/ч.

В целом, в используемом помещении эти требования выполняются.

Уровни положительных и отрицательных аэроионов в воздухе помещений с ВДТ и ПК должны соответствовать нормам СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы, приведенным в таблице 12.

Таблица 12 - Уровни ионизации воздуха помещений при работе на ВДТ и ПК

УровниЧисло ионов в 1 куб.см воздухаn+n-Минимально необходимые400600Оптимальные1500-30003000-5000Максимально допустимые5000050000

7.2.3 Шум и вибрация

Шум ухудшает условия труда оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Такие нарушения в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональном состоянии человека вплоть до стрессовых. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительное воздействие интенсивного шума [выше 80 дБ(А)] на слух человека приводит к его частичной или полной потере.

При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ, в помещениях, где работают инженерно-технические работники, осуществляющие лабораторный, аналитический или измерительный контроль, уровень шума не должен превышать 50 дБА.

Шум на рабочих местах не должен превышать допустимых уровней, значения которых приведены в СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы. В таблице 13 приведены уровни звукового давления в октавных полосах частот для рабочего места программиста ЭВМ. Помещение расположено на территории, где не работают сильные источники шума, рассматриваемое помещение находится на достаточном расстоянии от шумных улиц и автомагистралей.

Таблица 13 - Предельно допустимые уровни шума

Рабочее местоУровни звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, ГцУр-ни звука, дБа31,5631252505001000200040008000Помещение комитета86716154494542403950

Проведённые измерения показали, что суммарный шум, создаваемый звуками работающих компьютеров и периферийного оборудования, на рабочих местах не превышает предельно допустимого уровня, помещение соответствует всем требованиям.

Воздействие вибрации, инфра- и ультразвука в помещении практически отсутствует.

7.2.4 Вентиляция рабочего помещения

В соответствии с санитарными норами СН 245-71 все производственные помещения должны вентилироваться. Задачей вентиляции является обеспечение чистоты помещения. По способу перемещения воздуха вентиляция разделается на естественную и механическую. Естественная осуществляется за счет разности температур воздуха помещения и наружного воздуха, а также ветра. В механической вентиляции воздухообмен осуществляется за счет напора, создаваемого вентилятором. В офисном помещении используется естественная вентиляция.

При расчете необходимого воздухообмена учитывается число человек, работающих в помещении - n, нормируемое СН 245-71 значение объема и количества воздуха на одного работающего L. Количество воздуха определяется по следующей формуле (28):

Ln=n*L, (28)

где L- количество воздуха на одного работающего в помещении;

n- количество работающих в помещении.

Для помещений данного класса допускается предусматривать периодически действующую естественную вентиляцию, то есть периодическое проветривание помещения в течение рабочего дня.

В офисном помещении размерами 3.5 х 4м х 2.5м и объемом 35 м3 находится одно рабочее место, следовательно, на работающего приходится объем 35м3. В этих условиях согласно санитарным норам СН 245-71 необходимо обеспечить подачу наружного воздуха в количестве (L), не менее 20м3/ч на каждого работающего. Соответственно объем приточного воздуха должен быть не менее 20 м3/ч.

.2.5 Электромагнитные излучения

Устройства визуального отображения информации генерируют несколько типов излучений. Человек подвергается воздействию электромагнитного и электростатического полей, так как ПК и видеотерминалы на электронно-лучевых трубках являются источниками широкополосных электромагнитных излучений: мягкого рентгеновского, ультрафиолетового, ближнего инфракрасного, радиочастотного, сверхвысокочастотного и инфранизкочастотного диапазона, а также электростатических полей. Мощность рентгеновского излучения ВДТ в любой точке на расстоянии 0,05 м от экрана и корпуса при любых положениях регулировочных устройств не должна превышать значения, соответствующего эквивалентной дозе, равной 0,1 мбэр/час (100 мкР/час) согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений приведены в таблице 14

Таблица 14 - Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений (СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03)

Наименование параметровДопустимое значениеНапряженность электромагнитного поля по электрической составляющей на расстоянии 50 см от поверхности видеомонитора10 В / мНапряженность электромагнитного поля по магнитной составляющей на расстоянии 50 см от поверхности видеомонитора0,3 А / мНапряженность электростатического поля не должна превышать для взрослых пользователей 20 кВ / мНапряженность электромагнитного поля на расстоянии 50 см вокруг ВДТ по электрической составляющей должна быть не более: в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц в диапазоне частот 2 - 400 кГц 25 В / м 2,5 В / мПлотность магнитного потока должна быть не более: в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц в диапазоне частот 2 - 400 кГц 250 нТл 25 нТлПоверхностный электростатический потенциал не должен превышать500 В

Для предупреждения вредного влияния излучений, создаваемых экраном монитора, на организм человека, на рабочих местах применяются следующие способы защиты:

-время работы на ПК ограничено семью часами в сутки, каждые полтора часа производятся 10-ти минутные перерывы;

-расстояние между экраном монитора ПК и глазами работающего составляет не менее 500 мм;

Сотовый телефон является малогабаритным приемопередатчиком. Мощность излучения является величиной переменной, в значительной степени зависящей от состояния канала связи "мобильный радиотелефон - базовая станция", т. е. чем выше уровень сигнала базовой станции в месте приема, тем меньше мощность излучения сотового телефона. Максимальная мощность находится в границах 0,125-1 Вт. Наибольшей выходной мощностью характеризуются телефоны стандарта NMT-450 (номинальная мощность около 1 Вт), меньшей - GSM-900 (0,25 Вт) и самой меньшей стандарта GSM-1800 (0,125Вт).

Согласно существующим в России временным допустимым уровням электромагнитных излучений плотность потока (ПП) на пользователей мобильных телефонов не должна превышать 100 мкВт/см2. Необходимо отметить, что в природных условиях значение плотности потока высокочастотного излучения исчезающе мало и составляет лишь 10-15 мкВт/см2.

По международным требованиям излучающую мощность сотовых телефонов измеряют в единицах SAR. SAR (Specific Adsorption Rate) - удельная поглощенная мощность, выраженная на единицу массы тела или ткани. В единицах СИ SAR определяется в ваттах на 1 кг (Вт/кг). До недавнего времени верхней границей значения SAR в Европе считалась величина 2 Вт/кг. Общепринята следующая градация величин SAR для мобильных телефонов приведена в таблице 15:

Таблица 15 - Градация величин SAR

Очень низкая облучающая способностьSAR < 0.2 Вт/кгНизкая облучающая способностьSAR от 0.2 до 0.5 Вт/кгСредняя облучающая способностьSAR от 0.5 до 1.0 Вт/кгВысокая облучающая способностьSAR > 1.0 Вт/кг

7.2.6 Электрическая безопасность

Помещение офиса не относится к помещениям повышенной опасности, так как являются сухими, не жаркими, с токонепроводящим полом; отсутствует возможность одновременного прикосновения человека к заземленным металлоконструкциям с одной стороны и металлическим корпусам электрооборудования с другой. Перечисленные факторы позволяют не принимать специальные меры для повышения электрической безопасности.

Для питания персонального компьютера используется однофазная трехпроводная электрическая сеть 220В, 50 Гц. Нейтраль питающего трансформатора заземлена. Согласно ГОСТ 12.1.030-81, защитному заземлению или занулению подлежат металлические токонепроводящие части оборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей. При этом в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных по условиям поражения человека электрическим током, а также в наружных электроустановках заземлению или занулению подлежат электроустановки с напряжением выше 42В переменного и 110В постоянного тока, а в помещениях без повышенной опасности - при напряжении 380В и выше переменного и 440В и выше постоянного тока. Во взрывоопасных помещениях все установки обязательно заземляются независимо от величины питающих напряжений. Поэтому в нашем случае согласно ГОСТ 12.1.030-81 никаких дополнительных мер принимать не надо. Однако, зануление выполняется автоматически при включении компьютера в сеть.

Сопротивление изоляции силовой и осветительной сети напряжением до 1000 В на участке между двумя смежными предохранителями или любым проводом и землей составляет не менее 0.5 МОм.

Эффективным средством защиты от токов перегрузки и короткого замыкания является использование плавких предохранителей или автоматов защиты. Для этого необходимо правильно выбрать нужный тип плавкого предохранителя или автомата защиты в соответствии с техническими условиями безопасности. Для предотвращения возгорания из-за короткого замыкания внутренних схем ПЭВМ, в источник питания компьютера устанавливается плавкий предохранитель. В таблице 12 приведены примерно допустимые уровни при аварийном рабочем режиме

Таблица 16 - Предельно допустимые уровни при аварийном рабочем режиме

Род и частота токаНормируемая величинаПродолжительность воздействия t, c0.20.40.81.0Более 1.0Переменный, 50 ГцUпр, В250125455034Iч, мА25012545504

.3 Эргономические требования к рабочему месту

Проектирование рабочих мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важных проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники.

Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.

Эргономическими аспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость элементов рабочего места.

Главными элементами рабочего места программиста являются стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя.

Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление программиста. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.

Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости изображены на рисунке 39.

Моторное поле - пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.

Максимальная зона досягаемости рук - это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона - часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом.

Оптимальное размещение предметов труда и документации в зонах досягаемости:

ДИСПЛЕЙ размещается в зоне а (в центре);

СИСТЕМНЫЙ БЛОК размещается в предусмотренной нише стола;

КЛАВИАТУРА - в зоне г/д;

«МЫШЬ» - в зоне в справа;

СКАНЕР в зоне а/б (слева);

ПРИНТЕР находится в зоне а (справа);

ДОКУМЕНТАЦИЯ: необходимая при работе - в зоне легкой досягаемости ладони - в, а в выдвижных ящиках стола - литература, неиспользуемая постоянно.

На рисунке 40 показан пример размещения основных и периферийных составляющих ПК на рабочем столе программиста.

- сканер, 2 - монитор, 3 - принтер, 4 - поверхность рабочего стола,

- клавиатура, 6 - манипулятор типа «мышь»

Рисунок 40 -

Комплексная интерактивная система по контролю и обеспечению жизнедеятельности растений. Техническая част

Больше работ по теме: