Микропроцессорная система экологического мониторинга вредных газовых выбросов

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование

? необходимость функционирования в автономном режиме длительное время от независимых, ограниченных по ёмкости и мощности батарейных или аккумуляторных источников энергии, что влечёт за собой определённую специфику в принципах построения и методике применения такой техники.

Область применения газоаналитических систем исключительно обширна. С их помощью получают информацию для оценки и прогноза состояния воздушной среды в конкретной области. Как показала практика, только прямые инструментальные наблюдения могут дать достоверные данные о физических процессах, происходящих на объекте загрязнения, и о влиянии этих процессов на его обитателей. И, самое главное - предоставление независимой настоящей информации в точно установленные сроки (интервалы времени приема информации).[3].

 

 

4 СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ МОДЕЛИ ПРОЦЕССА

 

.1 Системный анализ

 

.1.1 Выбор принципа подхода к системному анализу

Как показывает вся история технического прогресса, создание сложных технических систем и сооружений происходит, как правило, на основе двух принципиально различающихся подходов:

-нисходящее проектирование (или проектирование сверху-вниз, или декомпозиционное проектирование), связанное с реализацией с нуля некоторого глобального инновационного проекта в рамках единой концептуальной идеи (например, так создавались первые образцы ракетно-космической техники, атомные подводные лодки и др.);

-восходящее проектирование (или проектирование снизу-вверх, или композиционное проектирование), основанное на модернизации ранее созданных (унаследованных) технических систем и проектных решений и их агрегировании в виде компонентов в качественно иную, а значит, гораздо более сложную систему (например, создание кластерных архитектур из уже функционирующих автономных серверных платформ).

 

4.1.2 Выбор и обоснование основных принципов системного анализа исследуемой системы

Принципы системного анализа - это некоторые положения общего характера, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами. Различные авторы излагают принципы с определенными отличиями, поскольку общепринятых формулировок на настоящее время нет. Однако, так или иначе все формулировки описывают одни и те же понятия.

Наиболее часто, к системным причисляют следующие принципы: принцип конечной цели, принцип измерения, принцип единства, принцип связности, принцип модульности, принцип иерархии, принцип функциональности, принцип развития, принцип сочетания централизации и децентрализации, принцип учета неопределенности и случайностей. Пренебрежение этими принципами при проектировании любой нетривиальной технической системы, в том числе и программной, непременно приводит к потерям того или иного характера, от увеличения затрат в процессе проектирования до снижения качества и эффективности конечного продукта.

 

4.1.3 Принцип конечной цели

Представим проектируемую программную систему в виде черного ящика (рис. 4.1), тогда входные данные - вектор Х - будут включать в себя описание входных параметров, величины измерений, количество измеряемых величин и непосредственно наличие связи с источником. Управляющие параметры системы - вектор Z - это режим выдачи результатов: сокращенная форма (только сигналы на выходах элементов схемы с указанием времени установления) или полная (с временными диаграммами для всех цепей схемы). Выходные данные - вектор Y - это результаты моделирования, представленные в соответствии с режимом их выдачи, а также библиотека моделей представления результатов, модели представления результатов, сохраненные в отдельные файлы.[7].

Тогда для выполнения равенства Y=F(X,Z) проектируемая система должна выполнять следующие функции (в совокупности, представляющие собой функцию F):

-Качественные и количественные показатели параметров измеряемых компонентов газовой смеси;

-Определения основных параметров окружающей среды (температура, влажность, давление);

-Первичная обработка результатов измерения сетевым микроконтроллером;

-Передача результатов обработки по каналу GSM.

Рисунок 4.1 - Системотехническое представление программной системы в виде черного ящика

 

4.1.4 Принцип единства

Согласно принципу единства, в системе выделяются подсистемы, каждая из которых выполняет полностью или частично некоторые функции проектируемой системы. Совокупность этих систем выполняет все функции системы.

На основании функций проектируемой системы, представленных выше, в ней можно выделить следующие подсистемы:

-Подсистема устройства пробоподготовки УПП;

-Подсистема измерительного преобразователя ИП;

-Подсистема устройств обработки информации УОИ;

-Подсистема выходного прибора ВП.

 

4.1.5 Принцип связности

Совокупность подсистем проектируемой программной системы и их связей - данными, которыми эти подсистемы обмениваются друг с другом и с внешней средой, - образует ее структуру. Структура проектируемой системы представлена на рис. 5.2.

 

Рисунок 4.2 - Структура проектируемой системы

4.1.6 Принцип модульности

В проектируемой системе целесообразно выделить следующие модули:

-модуль ПИП (первичной обработки преобразователей);

-модуль обеспечения связности;

-модуль программной обработки.

 

4.1.7 Принцип иерархии