Разработка коммуникационной сети датчиков в среде LabVIEW
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
еспечения оптимального функционирования ИТ - инфраструктуры компании ПОЛАРМАР.
ИТ-инфраструктура предприятия - это совокупность оборудования, технологий, приложений, систем коммуникаций, служащих для технического обеспечения функционирования бизнес-приложений.
Компьютеры на предприятии объединены в локальную сеть с выделенным сервером. В сети с выделенным сервером один из компьютеров выполняет функции хранения данных, предназначенных для использования всеми рабочими станциями. Общая схема ИТ-инфраструктуры компании ПОЛАРМАР представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общая схема ИТ - инфраструктуры компании
Для работы на предприятии в основном используются компьютеры на базе процессоров Intel Celeron, оперативной памятью 512 Mb и операционной системой Windows 7 Professional.
Функции администратора сети возложены на подразделение, в задачи которого входит:
-назначение прав доступа к ресурсам и распределение этих ресурсов;
-обслуживание аппаратных и программных средств;
-проведение резервного копирования;
-поддержка пользователей.
Надежная ИТ - инфраструктура - залог эффектного функционирования предприятия. Будучи правильно спроектированной, грамотно развёрнутой и получая квалифицированную техническую поддержку, она обеспечивает стабильную работу предприятия и удобные условия работы для сотрудников.
1.3Характеристика проблемы
Одним из основных видов деятельности компании ПОЛАРМАР является разработка АСПС Рында (рисунок 2).
Рисунок 2 - Демонстрация работы АСПС Рында
Данная система позиционируется компанией главным образом, как судовая система пожарной сигнализации. АСПС Рында имеет четыре уровня сигнализации: исчезновения питания, местный динамик ПУ, местный звонок сигнализации, включение аварийной сигнализации. ПУ системы способен отображать состояние и управлять в автоматическом и ручном режиме противопожарными отсеками (закрытие противопожарных дверей, отключение вентиляции, включение оборудования пожаротушения и дымоудаления).
Для судов речного и морского флота система пожарной сигнализации является одной из важнейших систем безопасности судна. Поскольку возникновение пожара в ограниченном пространстве особо опасно, является важной возможность в короткие сроки установить и устранить очаг возгорания. Поэтому для судовой системы пожарной сигнализации основным фактором определяющим эффективность работы системы является время задержки, которое требуется системе для выдачи сигнала тревоги и всей необходимой информации о очаге возгорания (местоположение, тип пламени, температура). Время задержки прохождения сигнала тревоги в АСПС Рында составляет 5-12 секунд. Чтобы повысить эффективность работы системы необходимо снизить время задержки прохождения сигнала тревоги.
В современных АСПС для оценки пожара и выдачи сигнала тревоги используется множество различных параметров, соответственно основное время задержки выдачи сигнала тревоги приходится на коммуникационную сеть датчиков. АСПС Рында для передачи данных использует существующие на судах двух и трехпроводных линий связи. Передача информации осуществляется по протоколу Modbus RTU RS-485 обеспечивающего скорость передачи 100 Кбит/c на расстояние до 1200 м. Для уменьшения общего времени задержки сигнала тревоги необходимо разработать протокол передачи, который позволит передавать данные с более высокой скоростью по существующим линиям связи.
1.4Анализ существующих решений
1.4.1Стандарт RS-485
Стандарт RS-485 (Recommended Standard 485 или EIA/TIA-485-A) является рекомендованным стандартом передачи данных по двухпроводному полудуплексному многоточечному последовательному симметричному каналу связи. Разработан совместно ассоциациями: Ассоциацией электронной промышленности (EIA - Electronics Industries Association) и Ассоциацией промышленности средств связи (TIA - Telecommunications Industry Association) в 1983 году, последний выпуск стандарта был сделан в 2003 году.
Сеть связи, построенная на интерфейсе RS-485, представляет собой приемопередатчики, соединенные при помощи экранированной витой пары (рисунок 3).
Рисунок 3 - Линия связи стандарта RS-485
В основе интерфейса RS-485 лежит принцип дифференциальной (балансной) передачи данных. Суть его заключается в передаче одного сигнала по двум проводам (рисунок 4). Причем по одному проводу (условно A) идет оригинальный сигнал, а по другому (условно B) - его инверсная копия. Другими словами, если на одном проводе 1, то на другом 0 и наоборот. Таким образом, между двумя проводами витой пары всегда есть разность потенциалов: при 1 она положительна, при 0 - отрицательна.
Рисунок 4 - Передача сигналов в стандарте RS-485
Аппаратная реализация интерфейса - микросхемы приёмопередатчиков с дифференциальными входами / выходами (к линии) и цифровыми портами (к портам UART контроллера) - рисунок 5. На рисунке представлены: D (driver) - передатчик, R (receiver) - приемник, DI (driver input) - цифровой вход передатчика, RO (receiver output) - цифровой выход приемника, DE (driver enable) - разрешение работы передатчика, RE (receiver enable) - разрешение работы приемника, A - прямой дифференциальный вход / выход, B - инверсный дифференциальный вход / выход.
Рисунок 5 - Схема приёмопередатчика стандарта RS-485
Схема подключения приёмопередатчика RS-485 к UART представлена на рисунке 6. На рисунке обозначены: микроконтроллер