Главная

Контакты

Случайная статья

• Автоматизация
• Антропология
• Археология
• Архитектура
• Биология
• Ботаника
• Бухгалтерия
• Военная наука
• Генетика
• География
• Геология
• Демография
• Деревообработка
• Журналистика
• Зоология
• Изобретательство
• Информатика
• Искусство
• История
• Кинематография
• Компьютеризация
• Косметика
• Кулинария
• Культура
• Лексикология
• Лингвистика
• Литература
• Логика
• Маркетинг
• Математика
• Материаловедение
• Медицина
• Менеджмент
• Металлургия
• Метрология
• Механика
• Музыка
• Науковедение
• Образование
• Охрана Труда
• Педагогика
• Полиграфия
• Политология
• Право
• Предпринимательство
• Приборостроение
• Программирование
• Производство
• Промышленность
• Психология
• Радиосвязь
• Религия
• Риторика
• Социология
• Спорт
• Стандартизация
• Статистика
• Строительство
• Технологии
• Торговля
• Транспорт
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Финансы
• Химия
• Хозяйство
• Черчение
• Экология
• Экономика
• Электроника
• Электротехника
• Энергетика

Для использования внутри помещений (офисные)

миниСтерство образования и науки российской федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Восточно-Сибирский государственный университет технологий и управления»

Факультет Электротехнический

Кафедра Электронные вычислительные системы

Допущен к защите:

Заведующий кафедрой

_______________ / Д.Ш. Ширапов /

"_____"________________2013 г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

(ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ)

Д.2602.0.01.01.012/020 ПЗ

Специальность 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»

на тему                   Модернизация информационного табло «Бегущая строка».          

Исполнители: студенты очной формы обучения группы 628-1

                                Бурдейный Анатолий Петрович________ / _______________/

  Юсупов Максим Александрович________ / _______________/

Руководитель работы             ______________ /           Чимитов Д.Н.             /

Консультанты:

- экономический раздел       ______________ /          Ябжанова С.Б.       /

- безопасность жизнедеятельности __________ /             Мадыев А.П.       /

Нормоконтролёр                      ______________ /             Мадыев  А.П.           /

Рецензент                                        ______________/_          Мадыев  А.П.        /

Улан-Удэ, 

2013 год.

Восточно-Сибирский государственный УНИВЕРСИТЕТ технологий И управления

Факультет Электротехнический

Кафедра Электронные вычислительные системы

по подготовке выпускной квалификационной работы (ВКР)

в форме дипломного проекта (ДП)

специальность230101«Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»

студентам _Бурдейному Анатолию Петровичу, Юсупову Максиму              Александровичу

1. Тема ВКР    Модернизация информационного табло «Бегущая строка».        _

 (утверждена приказом по ВСГУТУ от _________№ __________)

2. Срок сдачи студентом законченной ВКР: 20 июня 2013 г.

3. Исходные данные к ВКР:

 4. Перечень подлежащих разработке в ВКР  вопросов или краткое содержание ВКР:

4.1 Системотехнический раздел:

         Постановка задачи проектирования

         Построение и анализ теоретической модели устройства

         Построение структурной схемы модели

4.2 Проектно-конструкторский раздел:

         Разработка функциональной схемы

         Разработка принципиальной схемы

         Разработка печатной платы и конструкции устройства

4.3 Эксплуатационный раздел:

         Порядок обслуживания устройства

         Характерные неисправности и способы их устранения

4.4 Организационно-экономический раздел:

         Расчет себестоимости аппаратных средств

         Расчет себестоимости программных средств

4.5 Экология и безопасность жизнедеятельности

         Способы защиты от поражения электрическим током

         Техника безопасности при обслуживании устройства

4.6 Защита и безопасность информации

         Методы и средства обеспечения защиты программ от

         несанкционированного доступа

5 Перечень графического материала:

5.1 Бегущая строка. Схема функциональная.

5.2 Блок управления. Схема принципиальная.

5.3 Светодиодный модуль. Схема принципиальная.

5.4 Блок управления. Чертеж печатной платы.

5.5 Блок управления. Сборочный чертеж.

5.6 Программное обеспечение микроЭВМ

5.7 Алгоритм вывода строки

5.8 Алгоритм работы датчиков температуры DS1820

5.9 Датчик температуры DS1820.

Всего 9 листов формата А1.

6. Консультанты по ВКР:

Консультант по организационно-экономическому разделу:

________________________/_________С.Б. Ябжанова___________/

^{Подпись                                                            И.О.Фамилия}

Консультант по разделу безопасности жизнедеятельности:

________________________/__________Мадыев А.П.____________/

^{Подпись                                                            И.О.Фамилия}

Должность, место работы                   ст. преп. кафедры ЭВС

7. Дата выдачи задания  14.03.2013

Руководитель __________________                              ___________

                                 (подпись)                                       (И.О.Фамилия)

Задание принял к исполнению

студент _______________________                        Бурдейный А.П.

студент _______________________                        Юсупов М.А.

                     (подпись)                                                    (И.О.Фамилия)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.. 7

РАЗДЕЛ 1 СИСТЕМОТЕХНИЧЕСКИЙ.. 9

1.1 Обзор источников информации.. 10

1.2 Анализ процесса отображения информационного табло. 15

1.3 Разработка функциональной схемы.. 17

1.4 Разработка общего алгоритма вывода строки.. 19

1.4 Разработка общего алгоритма вывода строки.. 19

1.5 Выбор микроконтроллера ………………………………………………………………...20

1.6 Анализ неисправностей устройства……………………………………………………..22

1.7 Выводы……………………………………………………………………………………….22

РАЗДЕЛ 2 ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ.. 23

2.1 Выбор элементной базы.. 24

2.2 Разработка принципиальной схемы устройства. 32

2.3 Разработка алгоритма работы микроЭВМ. 33

2.4 Разработка исходных текстов программ микро-ЭВМ.. 39

2.5 Разработка программы для ПК. 40

2.6 Разработка печатной платы устройства. 45

2.7 Выводы.. 57

РАЗДЕЛ 3 ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ.. 59

3.1 Технические данные об изделии.. 60

3.2 Функциональный состав. 60

3.3 Описание принципиальной схемы.. 62

3.4 Описание работы устройства. 64

3.5 Общие указания по эксплуатации.. 64

3.6 Указания мер безопасности.. 65

3.7 Подготовка изделия к работе. 65

3.8 Характерные неисправности и методы их устранения. 66

3.9 Техническое обслуживание. 66

3.10 Предложение по дальнейшей модернизации………………………………………..68

РАЗДЕЛ 4 ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИЙ.. 68

4.1 Расчет себестоимости аппаратных средств. 69

4.2 Расчет затрат на оплату труда сотрудника. 70

4.3 Расчет затрат на электроэнергию.. 71

4.4 Расчет затрат на изготовление технической документации.. 72

4.5 Расчет себестоимости разработки программного обеспечения. 73

РАЗДЕЛ 5 ЗАЩИТА И БЕЗОПАСНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ.. 78

РАЗДЕЛ 6 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ.. 84

6.1 Способы защиты от поражения электрическим током.. 85

6.2 Требования к персоналу, обслуживающему ПЭВМ и устройство. 86

6.3 Техника безопасности при обслуживании ПЭВМ и устройства. 87

6.4 Методы и средства обеспечения безопасности жизнедеятельности при работе с электроустановками.. 88

Заключение. 91

Список использованных источников. 92

ПРИЛОЖЕНИЕ А.. 93

ПРИЛОЖЕНИЕ Б.. 96

ПРИЛОЖЕНИЕ В 99

АННОТАЦИЯ

      МОДЕРНИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ТАБЛО «БЕГУЩАЯ СТРОКА».

БУРДЕЙНЫЙ А.П, ЮСУПОВ М.А.

Дипломный проект. ЭлФ ВСГУТУ, 2013. 99 с., 5 рис.,15 табл., 11 источников, 3 прил., 9 л. чертежей ф. А1.

Проектируемое изделие представляет собой аппаратно-программный комплекс, предназначенный для отображения текстовой информации в виде бегущей строки, а также информации о текущей дате, времени, температуре наружного воздуха.

В состав устройства входят: светодиодная матрица, блок управления на основе высокопроизводительной однокристальной микро-ЭВМ, датчик температуры наружного воздуха, блок питания. Блок управления содержит микроконтроллер, микросхему памяти текстовой информации, 4-х кнопочную клавиатуру, адаптер интерфейса RS-232, однопроводной интерфейс, блок силовых ключей, сдвиговый регистр.

Блок управления построен с использованием микроконтроллера ATmega32L. Он управляет ключами строк, выдает данные в сдвиговый регистр для формирования изображения на матрице. Информация для вывода на экран хранится в энергонезависимой внешней Flash-памяти. Для ее подключения к контроллеру используется интерфейс SPI. Цифровой датчик температуры подключается по однопроводному интерфейсу напрямую к одному из портов ввода-вывода микроЭВМ. Запись текста, настройка времени, даты, параметров устройства производится с помощью ПК, который подключается с использованием USB адаптера интерфейса RS-232.

Конструктивно устройство представляет собой коробку, закрытую с одной стороны прозрачным органическим стеклом. Под ним располагается светодиодная матрица, образованная отдельными модулями. Каждый модуль несет 64 светодиода. Между модулями сигналы строк объединяются короткими паянными перемычками; сигналы столбцов подаются на каждый модуль собственным шлейфом от блока управления. Блок управления крепится на задней стенке устройства. На боковой поверхности устройства располагаются разъемы питания, подключения ПК, датчика температуры, а также 4 кнопки управления.

Программа работы микроЭВМ, написанная на ассемблере, формирует изображение на светодиодной матрице, ведет учет текущего времени суток, производит считывание данных с датчика температуры, обеспечивает связь с ПК и интерфейс с пользователем.

студент _____________ _________                         Бурдейный А.П.

студент ______________ _________                          Юсупов М.А.

                (Дата)      (Подпись)                               (И.О.Фамилия)

ВВЕДЕНИЕ

Бегущая строка используется для передачи различной рекламной и справочной информации, как на улице, так и в общественных местах: в супермаркетах, выставочных центрах, банках, офисах, концертных и спортивных залах, учебных учреждениях. Использование бегущей строки в транспорте повышает эффективность рекламных объявлений для определенной целевой аудитории. Текстовая реклама в виде плакатов и вывесок смотрится не так эффектно и не так броско. Бегущая строка сразу же обращает на себя внимание своей динамичностью, яркостью и доступному изложению информации. К тому же не следует менять плакаты для рекламы разной продукции или разного рода оповещений. Нужно всего лишь запрограммировать бегущую строку на отображение другого текста, что легко делается посредством компьютера.

Цель данного дипломного проекта – модернизировать существующее устрой-ство бегущей строки, используемое на кафедре ЭВС ВСГУТУ. Разработанное выпу-скниками ВУЗа ранее, оно содержит в себе как положительные стороны, так и недос-татки. Положенный в основу схемы модульный принцип построения дает возмож-ность доработки устройства, расширения его функциональных возможностей, повы-шения качественных характеристик. В то же время, ширина существующего табло невелика, что уменьшает читаемость текста, его информативность. Настройка и про-граммирование бегущей строки производится только с ПК по интерфейсу RS-232, что в ряде случаев делает неудобным пользование строкой. Добавлены четырех модулей светодиодов, что увеличивает ее длину до 112 столбцов. На панели устанавливаются дополнительные 2 кнопки подстройки текущего времени и даты. Для соедения информационного табло с ПК используется USB адаптер интерфейса RS-232. Добавляется поддержка стандартной клавиатуры PC AT с разъемом PS2, с помощью которой можно запрограммировать все параметры табло, а главное – изменить текст бегущей строки. Кроме текста и времени, на табло выводится температура, которая измеряется внешним датчиком. Этот датчик может быть установлен в помещении или на улице. При такой большой ширине табло уже необходима поддержка широких шрифтов, с размером символов 8 х 8 точек. Начертание любого символа может быть запрограммировано пользователем.

Сложность модернизации дипломного проэкта заключается в том что данный проект был ранее модернезирован, в следствие этого было отсутствие конкретногоописания  устройства (Бегущая строка) ,а так же отсутствие полноценной прошивки микроконтроллера. Модернизация данного устройства заключается в добавление 2 кнопок регулирования скорости движения информации, также установлен в корпус блок питания, исправлена принципиальная схема, существенно откорректирована прошивка микроконтроллера. В пояснительной записке описывается полный цикл разработки устройства бегущей строки, от подробного анализа проблемы и постановки технического задания до проектирования и изготовления опытного образца. Системотехнический раздел описывает требования, предъявляемые к устройству, основные моменты его функционирования, а также общую схему построения устройства.

В проектно-конструкторском разделе приведены функциональная и принципиальная схемы устройства, их подробное описание, расчет, алгоритмы функционирования.

В Эксплуатационном разделе описываются технические характеристики изделия, его принцип работы, инструкция по эксплуатации, возможные неисправности устройства и способы их поиска и устранения.

Организационно-экономический раздел содержит расчет стоимости проектирования, изготовления и эксплуатации.

В разделе Защиты и безопасности информации приводятся методы обеспечения сохранности данных, представляющих коммерческий интерес, защиты информации от несанкционированного доступа.

Раздел безопасности жизнедеятельности описывает правила техники безопасности при эксплуатации данного изделия, требования к персоналу, обслуживающему разрабатываемый прибор, а также средства и способы защиты от воздействия неблагоприятных факторов.

В Заключении проводится обобщение всей проделанной работе, описание полученных результатов и выводы, сделанные после каждого этапа проектирования.  

РАЗДЕЛ 1 СИСТЕМОТЕХНИЧЕСКИЙ

1.1 Обзор источников информации

Посредством сети Интернет были найдены несколько отечественных фирм-производителей графических и текстовых табло.

 Научно Производственное Предприятие "Электронное табло"   (www.eltablo.ru)

Эта фирма производит табло в различных исполнениях (офисные, уличные), с некоторыми дополнительными опциями. Большой выбор встроенных спецэффектов: движение сверху, снизу, справа, слева, мгновенное, плавное, появление по точкам, различные варианты шторок, появление по буквам, паузы, регулировка скоростей движения информации и эффектов появления, возможность переключения шрифтов (в том числе загружаемых пользователем), автоматическая центровка выводимой информации и др. В составе табло имеются встроенные часы-календарь и энергонезависимая память которые сохраняют ход времени и введенную информацию при отключении табло от сети. При установке в табло датчика температуры табло может самостоятельно измерять температуру окружающего воздуха и выводить ее в сообщении. Табло "Бегущая строка" управляется с помощью IBM совместимой клавиатуры, поставляемой в комплекте, или с помощью компьютера через последовательный порт. В составе программного обеспечения (стандартно поставляемого) для табло имеются встроенный программный эмулятор, позволяющий посмотреть как набранный ролик будет показан на табло со 100% достоверностью.
Программа планировщик загрузок позволяет загружать различные блоки информации в определенные моменты времени (организовывать вывод сообщений типа "Наш магазин закроется через 5 минут…"). В программе реализован макроязык команд, с помощью которого возможно организовать работу табло в соответствии с требуемыми задачами. Типовыми задачами являются демонстрация рекламных роликов в соответствии с заданной тарификацией (в определенное время) и учетом количества показов, организация информационной поддержки различных мероприятий, соревнований, вывод различной информации рекламного характера и др.
Программа редактор и загрузчик шрифтов позволяет создавать и редактировать в дополнение к стандартным пользовательские шрифты, позволяя без особых затруднений выводить на табло собственные шрифты, фирменные знаки и логотипы.

Для использования внутри помещений (офисные)

• Элемент индикации: светодиоды диаметром 5 мм, яркость 80 мКд
• Цвет индикации: красный, зеленый, желтый
• Корпус: анодированный алюминий, толщина 60 мм
• Угол обзора: 60 град.

 Таблица 1

 Общество с Ограниченной Отвественостью "Электроникс групп"

Компания занимается продажей, монтажом и настройкой всех основных видов табло.

В зависимости от модели, электронное табло бегущая строка может иметь разрешение по вертикали 8 и 16 точек. Табло бегущая строка с разрешением по вертикали в 16 пикселей стоят дороже, но они имеют несколько серьезных преимуществ:

· большее расстояние видимости;

· информация может выводиться в две строки;

· помимо букв можно использовать различные графические фигуры.

Весь ассортимент информационных табло бегущая строка разделяется на три основные группы: для помещений, транспорта и уличного использования. Каждая группа имеет свои особенности, например, корпуса уличных табло герметизируются, а табло для транспорта способны питаться от низковольтной сети. В комплекте с каждой электронной бегущей строкой поставляется пакет программного обеспечения, которое позволяет наиболее полно использовать богатый функционал оборудования. Любое такое табло может выполнять функции часов-календаря. Информация о точном времени при отключении электронной бегущей строки сохраняется в энергонезависимом участке памяти. Дополнительно информационная строка может комплектоваться датчиками для измерения температуры воздуха, атмосферного давления, относительной влажности воздуха и радиационного фона. Все эти параметры среды также выводятся на экран с нужной заказчику периодичностью и в необходимом порядке. Для создания динамичных и запоминающихся объявлений на табло бегущая строка можно использовать не только буквы и цифры, но также и различные спецэффекты. В составе поставляемого нами программного обеспечения находится эмулятор, который позволяет предварительно посмотреть, как то или иное объявление будет выглядеть на табло. С помощью наших табло вы сможете расписать задачи по выведению различных блоков информации в нужное время. Программное обеспечение позволяет подгружать пользовательские шрифты, знаки и логотипы, что дает еще больше возможностей для отображения ваших текстовых сообщений. Информационное табло работает автономно, прокручивая ранее заложенную в нее информацию.

Управление табло бегущая строка может осуществляться несколькими способами:

· посредством персонального компьютера через СОМ-порт;

· через USB-интерфейс;

· через интерфейсы RS-422 и RS-485 (при подключении к одной линии нескольких табло);

· посредством дистанционного пульта на ИК лучах;

· по сети GSM и GPRS;

· Ethernet и WI-FI.

 Общество с Ограниченной Отвественостью "ДИАН"

Эта компания специализируется исключительно на табло типа бегущей строки. В ее модельном ряду всего 10 типов, отличающихся высотой табло и разрешением экрана, а также исполнением – уличным и для помещений.

По желанию заказчика бегущая строка выполняется в различных конфигурациях определяющих высоту текста, яркость свечения, цвет, длину строки. В качестве внутреннего стандарта инженерами ООО "ДИАН" принята бегущая строка со структурой экрана 8 х 128 (8 точек по вертикали на 128 точек по горизонтали). При такой конфигурации бегущей строки одновременно выводится 21 символ узким шрифтом или 16 широким шрифтом. ООО "ДИАН" разработало и выпускает бегущие строки с высотой символа 95, 130, 200, 280, 340 и 680 мм. Этот модельный ряд бегущих строк обеспечивает качественное восприятие информации на расстояниях с 1-2 метров (строка DIS-60) и до 210-240 метров (строка DIS-680). Управление бегущей строкой осуществляется при помощи стандартной компьютерной клавиатуры (при этом расстояние от строки до клавиатуры не должно превышать 25 метров!), либо компьютера. Бегущая строка управляемая от компьютера значительно проще в управлении. При этом длина интерфейсного кабеля увеличивается до 150 м., а используя специальные преобразователи возможно увеличить длину интерфейса до 1000 м. Если прокладка управляющего кабеля затруднена или невозможна для загрузки информации в бегущую строку используются беспроводная передача данных Wi-Fi, GPRS, существующие локальные сети Ethernet. Управление бегущей строкой с компьютера даёт возможность сохранять набранные тексты и оперативно загружать заранее подготовленную информацию. Управляющая программа оснащена эмулятором бегущей строки позволяющим, не загружая текст в бегущую строку, контролировать правильность вводимой информации, проводить отладку различных эффектов вывода текстовых сообщений. Табло бегущая строка не восприимчиво к температурным перепадам и атмосферным осадкам. Бегущая строка сохраняет работоспособность в широком диапазоне температур, от -40° до +55° по Цельсию. Гарантия на изделие 12 месяцев. Срок службы 5 лет.