Техническое задание
1.1 Введение
Программа симулятор – мнемосхема системы управления внешним и внутренним освещением жилого дома.
Программа симулятор (далее – ПО) разрабатывается в учебных целях для получения профессиональных компетенций в области сбора и анализа исходных информационных данных для проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и систем автоматизации. Получение навыков разработки (на основе действующих стандартов) технической документации для регламентного эксплуатационного обслуживания. Навыки разработки проектной и рабочей технической документации в области автоматизации технологических процессов и производств. Способность разрабатывать планы, программы, методики, связанные с автоматизацией технологических процессов и производств.
Программное обеспечение (ПО) применятся для демонстрации отчета выполненной курсовой работы по учебному курсу «ПРОГРАММИРОВАНИЕ И АЛГОРИТМИТИЗАЦИЯ»Bпредставляет собой мнемосхему работы ПЛК по управлению освещением жилого дома.
1.2 Основание для разработки
1) Приказ Министерства Образования и Науки Российской Федерации №200 от 12 марта 2015 года «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств (уровень бакалавриата)»
2) ФБГОУ ВО «Уральский государственный горный университет» на основании учебного плана, утверждённого Ученым советом университета от 29.05.2015
3) Учебно-методическое пособие по курсовой работе «ПРОГРАММИРОВАНИЕ И АЛГОРИТМИТИЗАЦИЯ» В.В.Матвеев: Урал. гос. горный ун-т. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2014.
1.3 Назначение разработки
Программа применяется для управления внешним и внутренним освещением жилого дома. Включение и выключение жилого дома управляются программно. Сигналы управления включением и выключением внешнего и внутреннего освещения формируются на основе анализа полученных сигналов от сигнализаторов движения, а так же сигналов сумеречного реле и реле времени, кнопки тревожного реле в соответствии с алгоритмом, представленном 1.4.1 требований к функциональным характеристикам.
Программа предназначена для учебных и демонстрационных целей в качестве отчета студента по курсовой работе.
1.4 Требование к программе или программному изделию
1.4.1 требования к функциональным характеристикам
Программа предоставляет графический интерфейс пользователя, схематически отображающий охраняемое помещение(дом), датчики движения, их пространственное расположение, статус датчиков движения(состояния: ожидание/срабатывание). Графическое представление индикаторов статуса (состояния: ВКЛ/ВЫКЛ) для: реле времени, сумеречного реле, реле тревожной кнопки. Индикатор, отображающий нажатие кнопки выхода из программы. Графическое отображение включения внешнего и внутреннего освещения дома, дающее пространственное представление о том, какие зоны освещения включены в данный момент.
Различные состояния индикаторов статуса(Вкл/Выкл) для реле времени, сумеречного реле и реле тревожной кнопки должны различаться своим графическим и информационным представлением на экране монитора ПЭВМ.
Статусы датчиков движения (ожидание/срабатывание) должны различаться своим графическим представлением. Статусы датчиков движения (ожидание/срабатывание) должны графически отображаться в интерактивном режиме (изменять своё графическое представление в режиме реального времени в зависимости от того, находится ли объект, имитирующего постороннего человека, в зоне действия данного датчика перемещения, либо покинул её).
Сигналы, получаемые программой управления внешним и внутренним освещение жилого дома, генерируются системой путем отслеживания нажатия клавиш на клавиатуре ПЭВМ с использованием стандартной системной библиотеки Windows– Win32. Пространственное положение объекта, имитирующего постороннего человека, проникшего в охраняемую зону, определяется экранными координатами курсора мыши, получаемыми стандартными средствами Windows, с использованием системной библиотеки Win32. Перемещение положение объекта(курсора мыши), имитирующего постороннего человека, осуществляется манипулятором типа мышь перемещение курсора по экрану.
Программа управления внешним и внутренним освещением жилого дома должна реализовывать следующий алгоритмалгоритм действий: зоны освещения разделены на три внешних зоны Q1,Q2,Q3 и внутренне освещение Q4, связанные с датчиками перемещения I2,I3,I4,I5. Связи датчиков перемещения и связанных с ними зон освещения приведены в приложении 1.
Реле времени определяет текущее время стандартными средствами Windowsс использованием стандартной библиотеки Win32. При наступлении заданного временного периода (с 17:00 до 7:00) реле времени генерирует сигнал наступления заданного временного периода (статус реле времени Вкл), в иные временные периоды временное реле генерирует сигнал о том что заданный временной период не наступил (статус реле времени Выкл).
Наступление темноты определяется сумеречным реле I1. При наступление темного времени суток сумеречное реле генерирует сигнал о наступление тёмного времени суток (статус сумеречного реле Вкл). В светлое время суток сумеречное реле генерирует сигнал о том что тёмное время суток не наступило (статус сумеречного реле Выкл). Сумеречное реле симулируется программно через нажатие клавиши на клавиатуре ПЭВМ. При нажатии клавиши на клавиатуре ПЭВМ происходит смена текущего статуса сумеречного реле (Вкл/Выкл).
При попадании в зону действия сигнализаторов перемещенияI2,I2,I4,I5 объекта, имитирующего постороннего человека(курсора мыши), генерируется сигнал о срабатывании соответствующего датчика перемещения (статус состояния сигнализатора перемещения -срабатывание). В случае отсутствия объекта, имитирующего постороннего человека (курсора мыши), в зоне действия данного сигнализатора перемещения, генерируется сигнал об отсутствии срабатывания сигнализатора перемещения (статус состояния сигнализатора перемещения – ожидание).
Обработка сигналов от сигнализаторов перемещенияI2,I3,I4 происходит только при следующих условиях: наличия сигнала от реле времени о наступлении заданного временного интервала (с 17:00 до 7:00), наличие сигнала сумеречного реле I1 о наступлении тёмного времени суток. Если вышеуказанные условия не выполнены поступление сигнала от датчиков перемещения I2,I3,I4 внешнее освещение не включают (приложение 1).
При получении сигнала (статус состояния сигнализатора перемещения -срабатывание) при попадании в зону действия сигнализатора перемещенияI5 объекта, имитирующего постороннего человека(курсора мыши), включаются три внешних освещения Q1,Q2,Q3 на 90 секундвне зависимости от сигналов от реле времени и сумеречного реле.
При получении сигнала замыкания реле тревожной кнопки I6 (статус - Вкл)включаются три внешних освещения Q1,Q2,Q3 на 90 секунд. По прошествии 90 секунд со времени получения сигнала замыкания реле тревожной кнопки I6 (статус - Вкл) включается внутреннее освещение Q4 на 90 секунд. Не зависит от сигналов от реле времени и сумеречного реле.
При получении сигнала (статус состояния сигнализатора перемещения - срабатывание) при попадании в зону действия сигнализатора перемещенияI5 объекта, имитирующего постороннего человека (курсора мыши) и получении сигнала замыкания реле тревожной кнопки I6 (статус - Вкл) внутреннее освещение Q4 включается немедленно.
1.4.2 требования к надежности
В данной работе не рассматриваются.
1.4.3 условия эксплуатации
1.4.3.1 условия эксплуатации
1) эксплуатация программного обеспечения допускается только на оборудовании, установленном в закрытом сухом отапливаемом помещении
2) температура окружающей среды 10°С – 35°С
3) относительная влажность воздуха не более 80%
4) напряжение питания 220В ± 10%
5) частота 50Гц ± 5%
6) не допускается размещение оборудования для эксплуатации ПО вблизи нагревательных приборов и в местах, находящихся под воздействием прямых солнечных лучей
7) не допускается контакт с влагой и попадание её внутрь оборудования для эксплуатации ПО
8) не допускается наличие в воздухе веществ и паров жидкостей, вызывающих коррозию
9) не допускается эксплуатировать ПО на оборудовании, подвергающемся физическим нагрузкам: вибрация, удары, падения и т.д.
10) не допускается образование конденсата на оборудовании, предназначенном для эксплуатации ПО.
11) не допускается эксплуатировать оборудование, на котором эксплуатируется ПО, в условиях, которые могут привести к выходу из строя данного оборудования, либо к уничтожению либо повреждению данных на данном оборудовании.
1.4.3.2 обслуживание
Производится в соответствии с требованиями установленными для оборудования, на котором эксплуатируется ПО.
1.4.3.3 требования к квалификации и численности персонала
Минимальное количество персонала, необходимое для эксплуатации данного ПО – один человек. Квалификация – оператор программы должен обладать базовыми навыками работы с оборудованием и установленном на данном оборудовании системным программным обеспечением. В случае возникновения внештаных и аварийных ситуация персонал (пользователь) должен обращаться в сервисный центр по обслуживанию данного оборудования/системного программного обеспечения.
1.4.4 требования к составу и параметрам технических средств
Оборудование для эксплуатации данного ПО состоит изIBMсовместимой ПЭВМ со стандартным набором периферийных устройств, а именно:
1) системный блок с установленными модулями:
- процессорIntelCore i5-3330;
- оперативная память (ОЗУ) 4ГБ;
- видеоадаптер NVIDIA GeForce 210;
- жесткийдискST 1000 DM003-1SB102 ATA Device;
2) Универсальный монитор PnP1366х768, подключаемый к системному блоку через интерфейс VGA;
3) Стандартная клавиатура 101/102 клавиши. Интерфейс подключения PS/2;
4) Оптическая мышь разрешением 1200dpi;
5) Интерфейс подключения -USB;
1.4.5 требования к информационной и программной совместимости
На оборудовании (ПЭВМ) должна быть предустановлена лицензионная операционная система Windows 7. Допускается наличие предустановленных сервис паков (service pack).
1.4.6 требования к маркировке и упаковке
В данной работе не рассматриваются.
1.4.7 требования к транспортированию и хранению
Соответствуют требованиям к транспортировке, хранению, складированию и срокам хранения для USBFlachнакопителя, на котором представлено ПО.
1.4.8 специальные требования
Не представлены.
1.5 Требования к программной документации
Программная документация должна быть представлена следующими документами:
1) Техническое задание;
2) Пояснительная записка;
3) Текст программы;
4) Программа и методика испытаний;
5) Руководство оператора;
6) Приложения;
1.6 Технико-экономические показатели
В данной работе не рассматриваются.
1.7 Стадии и этапы разработки
| Этап | Подэтап | Сроки | Ответственный |
| Пояснительная записка | Введение | 2 ч | Загороднев С.В. |
| Основание для разработки | 2 ч | Загороднев С.В. | |
| Назначение разработки | 0,4ч | Загороднев С.В. | |
| Требования к программе или программному изделию | 16ч | Загороднев С.В. | |
| Требования к программной документации | 0,1ч | Загороднев С.В. | |
| Технико- экономические показатели | - | - | |
| Стадии и этапы разработки | 4ч | Загороднев С.В. | |
| Порядок контроля и приёмки | 0,1ч | Загороднев С.В. | |
| Пояснительная записка | Введение | 0,4ч | Загороднев С.В. |
| Назначение и область применения | 6ч | Загороднев С.В. | |
| Описание программы | 20ч | Загороднев С.В. | |
| Текст программы | 4ч | Загороднев С.В. | |
| Источники, использованные при разработке | 1ч | Загороднев С.В. | |
| Текст программы | Текст программы | 6ч | Загороднев С.В. |
| Программа и методика испытаний | Цель испытаний | 0,2ч | Загороднев С.В. |
| Требования к программе | 4ч | Загороднев С.В. | |
| Требования к программной документации | 12ч | Загороднев С.В. | |
| Средства и порядок испытаний | 8ч | Загороднев С.В. | |
| Методы испытаний | 12ч | Загороднев С.В. | |
| Руководство оператора | Назначение программы | 1ч | Загороднев С.В. |
| Условия выполнения программы | 1ч | Загороднев С.В. | |
| Выполнение программы | 8ч | Загороднев С.В. | |
| Сообщения оператору | 4ч | Загороднев С.В. |
1.8 Порядок контроля и приёмки
Проводятся в соответствии с пунктом 3.4 настоящего документа.
Пояснительная записка
2.1 Введение
Программа симулятор – мнемосхема системы управления внешним и внутренним освещением жилого дома.
Разрабатывается на основании:
1) Приказ Министерства Образования и Науки Российской Федерации №200 от 12 марта 2015 года «Об утверждении федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств (уровень бакалавриата)»
2) ФБГОУ ВО «Уральский государственный горный университет» на основании учебного плана, утверждённого Ученым советом университета от 29.05.2015
3) Учебно-методическое пособие по курсовой работе «ПРОГРАММИРОВАНИЕ И АЛГОРИТМИТИЗАЦИЯ» В.В.Матвеев: Урал. гос. горный ун-т. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2014.
2.2 Назначение и область применения
Программа предназначена для учебных и демонстрационных целей в качестве отчета студента по курсовой работе. Программа разрабатывается в виде курсовой работы с целью оценки навыков полученных по курсу «Программирование и алгоритмитизация».
2.3 Описание программы
2.3.1 общие сведения
Программа симулятор – мнемосхема управления внешним и внутренним освещением жилого дома: RU.00001.58.29.29-01.
Для корректного функционирования программы на ПЭВМ должно быть предустановленно системное программное обеспечение Windows 7, допускается наличие сервисных пакетов обновлений (servicepack).
Данное программное обеспечение написано на языке С++. Среда разработки Dev-C++ 5.11
Параметры компилятора: TDM-GCC 4.9.2 32-bitReleaseсо следующими настройками: команды в запуске помпилятора –std=c++11; команды, добавленные к командной строке компоновщика (без точки с запятой) -lbgi; -lgdi32; -lcomdlg32; -luuid; -loleaut32; -lole32.
2.3.2 функциональное назначение
Программа реализует следующий функционал:
1) Общение с пользователем через графический интерфейс. Вывод пользовательской информации через графический интерфейс монитора ПЭВМ, посредством отображения информации посредством индикаторов о включении сумеречного реле, реле времени, тревожной кнопки, кнопки выхода из программы; информация о срабатывании сигнализатора перемещения, включения освещения. Ввод пользовательской информации через графический интерфейс, интерфейс клавиатуры и мыши.
2) Функционал по отображению элементов графического интерфейса.
3) Функционал по получению и обработке сигналов с периферийных устройств ПЭВМ клавиатура и мышь.
4) Функционал по распознаванию попадания курсора мыши в область наблюдения сигнализаторов перемещения.
5) Функционал управления внутренним и внешним освещением жилого домав соответствии с п. 1.4.1 данного документа.
2.3.3 описание логической структуры
Описание логической структуры представлено схемой алгоритма.
Функциональные ограничения: время на ПЭВМ должно быть задано в 24 часовом формате.
2.3.3.1 Схема алгоритма функции main:
| начало |
| инициализация графики |
| размеры экрана в screen |
| initwindow(screen.right,screen.bottom) |
| setfillstyle(11,ground) |
| floodfill(70,70,on) |
| инициализация окна графики |
| установить стиль заполнения |
| заполнить экран заливкой |
| getpixel(70,70)==9 |
| break |
| да |
| нет |
| true |
| цикл завершается после правильной инициализации окна |
| buttonExit(0) |
| buttonTime(iTime) |
| buttonTwilight(i1) |
| buttonAlarm(i6) |
| house(q4) |
| отрисовка индикатора выход - Е |
| отрисовка индикатора реле времени |
| отрисовка индикатора сумеречного реле |
| отрисовка индикатора тревожной кнопки |
| отрисовка контура охраняемого жилого дома |
| созд-е нового потока |
2.3.4 используемые технические средства
2.3.5 вызов и загрузка
2.3.6 входные данные
2.3.7 выходные данные
2.4 Текст программы
2.5 Источники, использованные при разработке
Текст прграммы
программа и методика испытаний
4.1 Объект испытаний
4.2 Цель испытаний
4.3 Требования к программе
4.4 Требования к программной документации
4.5 Состав и порядок испытаний
4.6 Методы испытаний
Руководство оператора
Приложение 1
| Датчик | Включаемое освещение | Время срабатывания, через, с | Временной отрезок работы освещения. с |
| I2 | Q1 | 0c | 90с |
| I3 | Q2 | 0c | 90c |
| I4 | Q3 | 0c | 90c |
| I5 | Q1,Q2,Q3 | 0c | 90c |
| I6 | Q1,Q2,Q3 | 0c | 90c |
| Q4 | 90c | 90c | |
| I5+I6 | Q4 | 0c | 90c |