Монтаж программно аппаратного комплекса

XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум — 2019

Подбор оборудования для создание программно-аппаратных комплексов

Создание программно-аппаратных комплексов

Аппаратно-программный комплекс — техническое решение концепции алгоритма работы сложной системы, управление которой осуществляется, как правило, исполнением кода из определённого базового наборакоманд (системы команд), описанных в документации. Состоит, соответственно, из двух основных частей:

Аппаратная часть — устройство сбора или обработки информации, например компьютер, платавидеозахвата, биометрический детектор, калибратор и т. д.

Программная часть (Software) — специализированное ПО, обрабатывающее и интерпретирующее данные, собранные аппаратной частью

При разработке аппаратной части выделяют следующие этапы:

Определение требований к системе. При любом проектировании

необходимо определить какие задачи будет решать разрабатываемая система и составить полный список требований к ней. В требования могут входить такие пункты как: решение системой задачи или набора задач, примерный алгоритм работы, общие габариты, эксплуатационные предписания, требования к пользовательскому интерфейсу.

Анализ аналогов. При решении любых технических задач следует

начинать с поиска уже готовых решений, даже если они не полностью удовлетворяют нашим требованиям, что позволяет сэкономить ресурсы и время на последующих этапах разработки, тем более если известны проблемы с которыми столкнулись разработчики данных систем.

Подбор компонентной базы. На данном этапе происходит подбор

элементной базы: архитектура микроконтроллера, датчики и исполняемые механизмы. Производители современных микроконтроллеров предлагают широкий выбор оборудования, отличающихся архитектурой, организацией и объемом памяти, разрядностью, а также большим набором периферии и т.п. Раньше при разработке систем основанных на микропроцессорах в системах автоматического управления востребованы были 8 и 16 разрядные контроллеры с разнообразными системами команд. В настоящее время появились 32 разрядные микроконтроллеры на основе стандартизированных архитектур SPARC , ARM , MIPS обладающие низкой ценой и большим набором совместимой периферии. Примером таких микропроцессоров может служить STM 32 от компании STMicroelectronics. Следовательно на выбор того или иного контроллера влияет: наличие функционала для решения определенных задач, соответствие с требованиями к системе, её стоимость ,а так же совместимая периферия. Совместимая периферия может быть как исполнительные механизмы так и разнообразные сенсоры и датчики. С развитием науки и постоянной компьютеризацией датчикам и механизмам имеющим цифровые интерфейсы обмены данных с микроконтроллером отдается большее предпочтение чем с использованием аналоговых схем.

Моделирование разработанной системы. При создании аппаратной

части зачастую используют разнообразныеметоды моделирования, что позволяет сократить затраты на разработку, особенно это актуально для проектов с большим количеством дорогостоящих модулей. Выделяют несколько методов моделирования: математическое, компьютерное и макетирование. В процессе математическое моделирование устанавливаются требования к автоматическим контурам, вычисляются коэффициенты, оценивается надежность системы к сбоям, определяются коэффициенты цифровых и аналоговых датчиков. В компьютерном моделировании анализ происходит на более глубоком уровне, что позволяет выполнять моделирование работы цепей аналоговых и цифровых схем в программной среде. Макетирование в данном методе происходит непосредственная сборка прототипа аппаратного комплекса, что позволяет провести первоначальную оценку собранного оборудования. На данном этапе следует использовать микроконтроллер выбранного семейства с наибольшими возможностями, что бы в дальнейшем можно было осуществить выбор определенной модели для создания конечного устройства

Разработка конструкции системы. В процессе создания конечного

аппаратного комплекса можно выделить следующие этапы которые можно выполнять параллельно:

Разработка принципиальной схемы устройства.

Разработка и изготовление печатной платы.

Подбор и заказ комплектации.

Разработка элементов управления.

Разработка программного обеспечения для проверки работоспособности основных блоков устройства.

Отладка устройства с применением тестового ПО.

Разработка основного ПО.

Разработка диагностического ПО.

Комплексная проверка и надстройка.

Береснев, А.Л. Разработка и макетирование микропроцессорных систем : учебное пособие / А.Л. Береснев, М.А. Береснев. Издательство Южного федерального университета, 2016. — 108 с.

Боровский, А.С. Программирование микроконтроллера Arduino в информационно-управляющих системах : учебное пособие / А.С. Боровский, М.Ю. Шрейдер 2017. — 113 с. : ил. — Библиогр. в кн. — ISBN 978-5-7410-1853-8

Источник

Руководство по подготовке и монтажу программно-аппаратного комплекса системы электронной очереди

Руководство подойдет монтажникам, которые приступают или уже работают над монтажом или модернизации системы электронной очереди

в филиалах Сбербанка или Почты Россия. Сравнив оба руководства по организации СУО (система управления очередью) понял, что они идентичны. Мы сами пользуемся данной методичкой, поэтому я решил сделать в виде сравнительного руководства для применения любыми монтажным организациям.

Рекомендуемый основной набор инструментов

Начну с того, необходимо произвести подготовку к монтажу и подготовить инструмент для работы. В большинстве случаев это стандартные мои наборы для монтажа ЛВС, систем видеонаблюдения, домофонов и прочего сетевого оборудования. Кому интересно можете посмотреть видео о моем наборе.

Но кто не знает вот список необходимого инструмента и расходников:

• инструмент для обжатия вилок RJ-45;
• пробойник с отрезным и неотрезным лезвиями для розеток RJ-45;
• коннекторы RJ-45;
• нож малярный;
• фонарик;
• тестер;
• перфоратор, сверла (набор), в т.ч. буры по бетону;
• болгарка или ножовка по металлу;
• набор отверток;
• бокорезы и пассатижи;
• набор шестигранных ключей и головок;
• удлинители электрические;
• изолента и пластиковые стяжки 200-300мм;
• лазерный уровень и рулетка.

Этот инструмент может пригодиться: пинцет, протяжка, лазерный дальномер, термопистолет, паяльник, труборез, набор надфилей, набор коронок разного диаметра, радиостанции 2-3 шт. После того как инструмент собран, можно перейти к следующему этапу — осмотр объекта и планирование работ.

Подготовительные работы

Перед началом монтажа, необходимо выполнить следующее:

1. Совместно с представителем Заказчика осуществить приемку в работу и сверку комплектации доставленного оборудования согласно сопроводительных документов (товарно-транспортная накладная, опись груза и т.д.), в случае недостачи или отсутствии какого-либо из компонентов,составить акт о несоответствии фактического количества оборудования и своевременно оповестить о возникшей проблеме руководителя проекта.
2. Провести дополнительное обследование объекта (ВСП) и убедиться в возможности установки оборудования в местах указанных план-схемой. В случае необходимости внесения изменений в схему монтажа, требуется согласовать все изменения с ответственным представителем Заказчика и подписать измененную схему монтажа, уведомив об изменениях своего непосредственного руководителя. Особое внимание необходимо уделить расположению главного информационного табло (ЖК-панель), которое не должно размещаться ниже установленного норматива 2 — 2,1 м от поверхности пола и не должно создавать неудобств при эксплуатации, а также не должно быть препятствием в зоне обслуживания клиентов.
3. Проверить отделение (ВСП) согласно карте готовности к проведению монтажных работ.
4. Перед началом проведения работ, в обязательном порядке необходимо сделать фотографии помещений до установки компонентов АПК СУО.

Функциональные схемы монтажа СУО

Согласно утвержденным данным существует несколько схем подключения оборудования. Приведу несколько из них.

Функциональная схема монтажа системы управления электронной очереди (СУО) – вариант 1

Функциональная схема монтажа системы управления электронной очереди (СУО) – вариант 2

Функциональная основная и общая схема электропитания СУО на Почте Россия

Это все известные мне схемы на текущий момент.

Принцип организации сети и подключения устройств прост: к каждой единице оборудования подводят электропитание, рассчитывают нагрузку и сажают на группу автоматов в щите управления электропитанием, локальную сеть организуют по топологии «звезда», где за все управление отвечает сервер СУО.

Этапы проведения монтажных работ

Для удобства монтажа вся работа разбивается на этапы. В ходе подготовительной работы необходимо изучить схемы и чертежи. Если монтаж осуществляется впервые («с нуля») необходимо определить место крепления лотков и расположение кабелей к каждому из устройств.

Прокладка линий связи

Основу аппаратной части АПК составляет линия связи Etnernet, работающая по протоколу TCP/IP. Для организации линии, используется (витая пара) кабель стандарта UTP категории 5е.

Стандарт LAN предполагает выполнение несколько обязательных условий:

1. Длина патч-корда UTP не должна превышать 70 метров.
2. Монтаж сигнальных линий (СКС) должен выполняться строго по топологии «звезда».
3. Линия связи (киоск-регистратор со встроенным сервером — моноблок) подключается к сигнальным портам коммутационного блока.
4. Прокладка трасс сигнальных линий (СКС) соединяющие и обеспечивающие работу компонентов АПК (киоск-регистратор со встроенным сервером – моноблок – коммутационный блок) осуществляется строго при использовании гофра канала с фиксацией клипсами, расстояние между которыми не должно превышать 80 см или уложены в существующие кабель-каналы. (Смотрите пример монтажа в гофре).

Пример прокладки кабельных СКС трасс в гофре

Пример распиновки коннектора RJ-45 при монтаже электронной очереди

По завершении прокладки (СКС) необходимо провести полную проверку сигнальных линий на предмет работоспособности при помощи LAN -тестера. Все соединения линий должны обеспечивать надежный контакт. Также на все кабеля мы наносим маркировку.

Варианты и места установки коммутационного блока

Монтаж коммутационного блока производится в серверный шкаф при наличии свободного для установки места, либо крепится шурупами с использованием пластиковых дюбелей к стене или потолку, а также обязательно должен иметь свободный и беспрепятственный доступ.

Пример установки коммутационного блока в серверную стойку

Подключение линий (табло оператора – коммутационный блок) производится в порты RJ 45 обозначенные «Табло 24В». (Пример на рисунке ниже);

Место подключений линий табло оператора

Подключение сигнальных линий (главного информационного табло-моноблок; киоска-регистратора) производится в порты RJ -45 обозначенные как « Ethernet ».

Место подключения главного информационного табло-моноблока и киоска-регистратора

Установка киоска-регистратора со встроенным сервером

Киоск-регистратор со встроенным сервером размещается в зоне встречи клиентов перпендикулярно потоку входящих клиентов, т.е. монитор киоска-регистратора должен быть развернут в сторону входящего клиента. При выборе места установки киоск-регистратор необходимо располагать его вблизи от входа на пути движения клиента, чтобы человек не имел возможности повернуть в сторону, не дойдя до киоска-регистратора или обойти его. При этом киоск-регистратор не должен создавать препятствия для выходящих клиентов.

Внешний вид киоска-регистратора

Терминал должен быть подключен к розетке 220 В со стабилизацией напряжения и обязательным заземлением. Киоск-регистратор фиксируется к полу 2-4 анкерными болтами М4.

Оптимальное правильное выбор места под установку киоска-регистратора на Почте Россия

Сигнальная линия киоска-регистратора прокладывается и подключается к коммутационному блоку.

Установка главного информационного ЖК-табло

Для ЖК, допускается как горизонтальная, так и вертикальная ориентация табло. При этом, при вертикальной ориентации на табло размещается только информация о номере очереди. При горизонтальной – кроме номера очереди предусмотрена трансляция рекламных роликов Банка.

Способы ориентации табло в отделениях Сбербанка

Схема подключения информационного табло на Почте России.

Внешний вид и схема подключение информационного табло на Почте России

Схемы подключения одинаковые, однако, расположение блока управления центрального информационного табло (ЦИТ) или главного информационного табло (ГИТ) могут различаться. Его крепят как на сам монитор, так и в любом удобном месте согласно техническому заданию.

Крепление моноблока и главного информационного табло

ЖК-панель поставляется с отдельным моноблоком, который крепится на задней части ЖК-панели при помощи
двух винтов М4 и подключается к табло при помощи VGA или HDMI кабеля;

Крепление моноблока к главному информационному табло

Все кабеля коммутирующие ЖК-панель и неттоп, должны быть уложены и закреплены нейлоновыми стяжками на задней части ЖК-табло. Для ЖК может быть закреплено как на настенный вариант кронштейна, так и на потолочный.

Крепление ЖК-панели (кронштейн) в потолочном варианте.

Потолочный вариант крепления ГИП

Крепление ЖК-панели (кронштейн) в настенном варианте.

Настенный вариант установки информационной панели

Сигнальная линия от моноблока главного информационного табло прокладывается и подключается к коммутационному блоку.

Установка системы звукового оповещения клиентов

Динамики звуковой системы оповещения размещаются в клиентской зоне и служат для звукового оповещения вызова клиента. Комплектация звуковой системы состоит из четырех (встраиваемых) динамиков, кабеля подключения и усилителя.

Комплектация звуковой системы

Кабель звуковой линии подводится и подключается к звуковому разъёму моноблока киоска-регистратора выполняющего роль встроенного сервера.

Подключение кабеля звуковой линии к звуковому разъёму

Установка звуковых динамиков выполняется в подготовленные заранее вырезанные технологические отверстия диаметром 200 мм в потолочной плитке подвесного потолка (Армстронг), либо гипсокартона, согласно согласованной с Заказчиком план-схемой.

Установленные динамики в потолок Армстронг

Установка усилителя звуковой системы оповещения производится в серверной стойке при наличии свободного места, либо по согласованию с представителем Заказчика устанавливается в любом другом удобном месте. Звуковой усилитель, должен находиться в свободном и удобном доступе для дальнейшей эксплуатации сотрудниками отделения.

Усилитель звуковой системы оповещения и схема подключения

Коммутация линии звуковых динамиков осуществляется по последовательной схеме подключения.

Схема подключения линии звуковых динамиков

В случае отсутствия возможности прокладки линии системы звукового оповещения, от усилителя к киоску-регистратору, для подключения ее к встроенному серверу (моноблок), по причине ранее проложенных и уже существующих линий в полах, либо место установки киоска-регистратора предполагается по центру помещения или на расстоянии от стены, задействуется сигнальная линия киоск-регистратор – коммутационный блок.

Для этого необходимо пере обжать разъемы RJ -45 на обоих концах сигнальной линии, по цветовой гамме на схеме распиновки разъема RJ -45.

Схема распиновки разъема RJ-45 для звуковой линии

Роль звуковой линии будут исполнять синяя, бело-синяя и коричневая бело-коричневая жилы витой пары. Коричневая – плюс (+), синяя – минус (-), бело-коричневая и бело-синяя –

Сдача АПК СУО заказчику

Все провода и коммутационные линии должны быть проложены в гофру, кабель-каналы и скрыты. После окончания работ должны быть убраны все элементы монтажа: остатки кабелей, упаковка от компонентов, мусор, от сверления и установки оборудования. Все оборудование должно быть включено и функционировать согласно требованиям к системе.

Необходимо получить подтверждение от Заказчика о завершении монтажа в соответствии с согласованной план- схемой установки. Заказчику необходимо продемонстрировать работу системы, продемонстрировав работоспособность киоска-регистратора со встроенным сервером, ЖК-панелей, звуковой системы, коммутационных блоков.

Необходимо предоставить Заказчику, в лице руководителя отделения, все необходимые координаты по сервисной поддержке АПК. Необходимо подписать с Заказчиком все необходимые документы по приемке-сдаче монтажа. К комплекту документов по приемке-сдаче, необходимо предоставить (фотоотчет) фотографии установленных и запущенных компонентов АПК. Необходимо проинформировать своего непосредственного руководителя и ответственного менеджера по работе с ВСП об окончании монтажа и подписании соответствующих подтверждающих документов.

Источник