Судовая информационная измерительная система типа "звезда". База данных (стр. 1 из 3)
Министерство образования и науки Украины
Курсовая работа по дисциплине "Информационные измерительные системы"
на тему:
Судовая информационная измерительная система типа "звезда". База данных
2006
Содержание
Введение
Постановка задачи
Судовая система - Обзор
Описание проектного решения
Анализ проекта
Взаимодействие объектов
3. Пути реализации критериев качества
3.1 Среда разработки
4. Руководство пользователя
4.1 Руководство по программе-серверу
Назначение
Графическое отображение показаний датчиков
Вычисление минимакса
Ведение отчета
Соединение с датчиками
Команды главного меню
Ведение отчета
Временные интервалы
4.2 Руководство по программам-клиентам
Назначение
Соединение с сервером
Настройка
Ведение отчета
Заключение
Приложение А - Текст программы
Введение
Концепция организации информации в виде баз данных является значимым фактором при создании систем автоматизированной обработки информации различного назначения и типов организации. Проектирование подобных программно-технических компонентов информационных систем является комплексной задачей, включающей широкий спектр вопросов, начиная от адекватного моделирования предметной области, до выбора необходимых технических и программных средств, написания эргономических интерфейсов и т.д. Как показывает анализ производственной деятельности выпускников кафедры информационных систем, значительное число специалистов работает или в немалой степени связано с разработкой и эксплуатацией всевозможного рода баз данных или средств автоматизации документооборота.
Данная информационная система призвана систематизировать постоянно используемую информацию.
В широком смысле информационная система представляет собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении специфических для данного приложения преобразований информации или вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса.
Наиболее совершенным, удобным и эффективным средством исследования океана является судовая информационно-измерительная система. Она позволяет проводить комплексные исследования поверхности моря, метеоусловий, подводной среды и многих других параметров, проанализировав которые мы можем получить подробную картину о море, его структуре и особенностях данного региона. На основании полученных данных можно принять решение о дальнейшем практическом применении природных ресурсов.
Постановка задачи
В данном курсовом проекте была поставлена задача разработать судовую информационно-измерительную систему сбора данных. Система должна состоять из датчиков скорости и направления ветра, температуры, давления и влажности воздуха, обеспечивать снятие показаний через заданные промежутки времени, выводить результаты на экран, сохранять в файле, выводить данные, усредненные по заданному промежутку времени.
Целью разработки данной системы является облегчить работу персонала по сбору, обработке, представлению и хранению информации, а так же для более удобного и наглядного представления состояний датчиков.
Условия работы данного комплекса — наличие компьютера-сервера, на котором происходит обработка всей информации, ее наглядное отображение и хранение, а также датчиков в роли которых могут выступать как отдельные компьютеры так и метеорологические зонды.
Системные требования для работы системы: для компьютера-сервера - наличие IBM PC совместимого компьютера, с операционной системой Windows 9х/2000, наличие сетевой карты в том случае, если датчики расположены на удаленных машинах, в случае наличия локальных датчиков необходимо наличие на компьютере-сервере интерфейсной части для подключения датчиков; для удаленных датчиков системные требования сохраняются.
Для наиболее быстрого, точного и полного исследования измерительная система должна состоять из нескольких комплексов, основными из которых являются метеокомплекc, навигационный комплекс, буксируемый комплекс, измеритель течений, АБС и многое другие. Все эти комплексы должны осуществлять непосредственный обмен между собой. Вся полученная информация должна накапливаться на сервере с распределенной базой данных. Все комплексы должны быть объединены между собой в локальную вычислительную сеть.
1 Судовая система. Обзор
Любая судовая ИИС состоит из нескольких комплексов, представляющих собой сложные приборы для изменения параметров водной среды.
Каждый элемент такой системы представляет собой ПЭВМ, оснащенную специфическим ПО и системой датчиков. Измерения поступают на блок датчиков, преобразовываются в цифровую форму и затем отображаются на экране дисплея комплекса. Для того, чтобы информация комплекса стала доступной другим комплексам, как внутри корабля, так и за его пределами - организуется специальная база данных с возможностью выхода в Интернет. Благодаря такому способу организации, БД существенно упрощается доступ к исследованиям, проведенными другими судами в разные годы. Каждая система оснащается комплексом GPS — комплексом спутниковой навигации, позволяющим определить местоположение объекта в любой точке земного шара с точностью до 5 метров. Буксируемый комплекс используется для определения солености, прозрачности и т п. параметров водной среды. Автономный буйковый комплекс служит для длительного измерения в автономном режиме без участия судна.
2 Описание проектного решения
2.1 Анализ проекта
На первом этапе анализа необходимо сформулировать требования к системе. Система должна обеспечивать автоматический мониторинг следующих первичных параметров:
скорость и направление ветра;
- температура воды;
- барометрическое давление;
- влажность воздуха.
Система также должна обеспечивать следующие дополнительные функции:
- снятие показаний через заданные промежутки времени;
- вывод результатов на экран;
- сохранение измерений в файле;
- вывод данных, усредненных по заданному промежутку времени;
- отображать хронологию показаний датчиков, а так же визуально отображает усредненные значения.
Должна быть предусмотрена возможность определения текущего времени и даты, которые будут использоваться при генерации сообщении о максимальных и минимальных значениях первичных параметров за определенный промежуток времени, а также определение времени запуска системы.
Необходимо обеспечивать постоянный вывод на дисплей текущих значений всех первичных и производных параметров, а также текущее время и дату. Пользователь должен иметь возможность увидеть максимальные и минимальные значения любого из первичных параметров за заданный интервал времени, сопровождаемые информацией о времени произведения соответствующего замера, проводить калибровку датчиков по известным опорным значениям, а также устанавливать текущие время и дату.
Теперь, представив все требования, приступим к моделированию. Разработка данной системы может показаться довольно простой задачей, решение которой позволяет обойтись всего несколькими классами и можно сделать поспешный вывод о том, что в данном случае наиболее простым и эффективным будет отказ от объектно-ориентированного подхода. Но, тем не менее, применение объектно-ориентированного подхода позволит в сжатые сроки расширить или модернизировать систему в случае необходимости.
В начале анализа рассмотрим аппаратную часть системы. Это задача системного анализа. Она включает в себя такие вопросы, как технологичность и стоимость системы, которые выходят за рамки данного курсового проекта. Для того, чтобы сузить проблему, ограничимся анализом и проектированием только программных средств, сделаем следующие стратегические предположения об аппаратной части:
Используются компьютера-сервера с одним процессором i486 и интерфейсная часть, в роли которой может выступать либо сетевая карта (для удаленных датчиков), либо порты для подключения контроллеров датчиков (порты СОМ или LТР).
Системные время и дата поддерживаются встроенными часами, соответствующие значения отображаются в оперативную память.
Температура, барометрическое давление и влажность определяются встроенными контроллерами, которые соединены с соответствующими датчиками, а те в свою очередь подключаются к серверу через его интерфейсную часть; показания контроллеров также отображены в оперативную память.
Направление ветра измеряется с точностью до одного из 8 направлений.
Ввод команд пользователем осуществляется с помощью интерфейса программы - сервера.
Экраном служит обычный дисплей.
Встроенные таймеры и датчики посылают результаты измерений на компьютер-сервер через заданный промежуток времени.
На рис. 2.1 приведена диаграмма, иллюстрирующая состав аппаратной части системы.
Рисунок 2.1 — Аппаратное обеспечение системы мониторинга погоды.
На этом этапе анализа абстрагируемся от аппаратной части, чтобы сконцентрировать внимание на программной части системы. Одной из особенностей объектно-ориентированного подхода является стремление говорить на языке проблемной области, что облегчает проведение параллелей между программными абстракциями и ключевыми понятиями исходной задачи. Изменения в аппаратной части оказывают влияние лишь на некоторые нижние уровни системы.
Имеет смысл создать простой класс TemperatureSensor (температурный датчик) служит аналогом аппаратного температурного датчика нашей системы. Изолированный анализ поведения этого класса дает в первом приближении следующий результат: