Диссертация (1137287), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Разрабатываемый методдолжен:34содержать операции по проектированию радиоохранной системы,такие как математическое моделирование, конструирование единогопечатного узла, численное моделирование внешних возмущающихфакторов;реализовывать алгоритм подбора оптимальной по энергопотреблениюэлементной базы из базы электронных компонентов;алгоритмпроектированиярадиоохраннойсистемысучетомкомплексного воздействия внешних факторов;инженерную методику проектирования охранной системы;рекомендации по учету влияния электромагнитных воздействий нарадиоохранный модуль и его электромагнитного влияния на остальнуюбортовую электронику;рекомендации по учету механических и тепловых воздействий набортовой радиоохранный модуль;В соответствии с предложенным методом может быть разработанопрограммно-методическое обеспечение и инженерная методика процессапроектирования бортовых радиоохранных систем.1.6 ВыводыВ результате проведенного обзора литературных источников можносделать следующие выводы:1.Анализ задач и проблематики рассматриваемой предметной областипозволил уточнить определение понятия «бортовая радиоохранная система»,а также построить классификацию методов, связанных с ее проектированием,уточнитьвоздействия,радиоэлектронных систем.которымможетподвергатьсяданный352.Произведен обзор бортовых радиоохранных систем и выявлен рядтенденций и перспектив их развития.
Основная тенденция заключается виспользовании расширенной функциональности, реализованной на единомпечатном узле пониженного энергопотребления, размещаемого в единоммалогабаритном корпусе.3.Разработка нового метода проектирования применительно к задачесоздания бортовой радиоохранной системы составляет сложную научнотехническуюпроблему,требующуювсестороннегоикомплексногоисследования. Данный вывод подчеркивает актуальность выбранной темыдля исследования: разработка методов и алгоритмов в проектировании.4.Учитывая результаты проведенного анализа предметной областиможно выбрать и сформулировать частные задачи, такие как:выбор и обоснование состава комплекса и порядка применениясуществующих принципов проектирования, необходимых для решениязадачи создания системы радиоохраны автомобиля;разработка моделей аппаратной структуры, алгоритмов и методикпроектирования и тестирования, а также ряда рекомендаций по учетуразличных видов воздействий на бортовую радиоохранную систему впроцессе эксплуатации;верификация и апробация предложенных решений на комплексемоделей и макете с целью проверки адекватности разработанных с помощьюметода конструктивов.5.Сучетомвыполненноголитературногообзора,наиболееперспективным является комплексный подход, устраняющий недостатки иобъединяющийдостоинстваразличныхподходовкпроектированиюподобного класса систем.
Основной задачей является выбор взаимосвязей ицикличности между этапами проектирования. Критериями такого выбораявляются: расширенная функциональность и низкая ресурсозатратностьреализуемой бортовой радиоохранной системы.36РАЗДЕЛ 2. Метод проектирования бортовой радиоохранной системыВторая глава посвящена описанию предлагаемого метода и егоосновных операций. Данный метод состоит из нескольких итераций иподразумеваеткакоперациипоформализациииматематическомумоделированию, так и рекомендации и алгоритмы и методики по построениюи проектированию радиоохранной системы.В отличие от рассматриваемых методов в главе 1, метод обеспечиваетпроектированиебортовогоэнергопотреблением,проектированиярадиоохранногомассой,габаритамисопровождаетсямодуляиснаименьшимстоимостью.рекомендациямипоМетодучетуэлектромагнитных, механических и тепловых воздействий.Сформулированы требования к методу проектирования, представленалгоритм подбора оптимальной элементной базы бортовой радиоохраннойсистемы с учетом многокритериальной оптимизации модульной структуры исостава компонентов.
Разработан алгоритм комплексного проектированиярадиоохранной бортовой системы, реализующий итерационный подход крешению задачи учета комплексного воздействия внешних возмущающихфакторов.Определены основные требования и ограничения, в соответствии скоторымипроводитсяпроектированиепечатногоузлабортовогорадиоохранного модуля.2.1 Анализ и формирование требований к методу проектированияВ современной радиоохранной системе организовано взаимодействие ссистемами глобального позиционирования, сотовой связью и сетьюИнтернет[52].
Причем клиент-серверное взаимодействие и инфраструктуру,37принимающую сигнал обеспечивают специальные организации - поставщикиуслуг. Возможна реализация и службы реагирования на тревожный сигнал.Структурная схема современной радиоохранной системы автомобиляпредставлена на Рисунок 9.Владелецставитавтомобильнаохранупосредствомпультадистанционного управления в виде брелока-метки, работающего на частотахприема-передачи 433/868/2400 МГц. Внутрь автомобиля устанавливаетсямодуль РОСА, ядром которого является микроконтроллер - он принимает иобрабатывает данные от датчиков и GPS приемника.Рисунок 9 - Структурная схема радиоохранной системы автомобиля38Телеметрия и данные о местонахождении передаются посредствомGSM модема через сеть Интернет на сервер или непосредственно натерминал владельца (смартфон, КПК, компьютерный планшет).
Проверитьместонахождение объекта можно в любой момент времени, а в случае угона вести непрерывное отслеживание его положения. При этом ключевымвопросом является разработка модуля РОСА, удовлетворяющего жесткимтребованиямпоэнергопотреблению,массогабаритнымиценовымпоказателям.Таким образом, задача сводится к разработке метода проектированиябортового радиоохранного модуля с учетом требований в первую очередьэнергопотребления, массогабаритных показателей, стоимости, а такжеэлектромагнитных, механических и тепловых воздействий.2.2 Разработка метода проектирования бортовой радиоохраннойсистемыПредлагается адаптированный под разработку бортовой радиоохраннойсистемы метод, позволяющий по заданным техническим требованиямоптимальным образом осуществить полный цикл проектирования изделия.Метод обеспечивает оптимизацию структуры и выбор оптимальнойэлементной базы для проектируемой радиоохранной системы в соответствиес ранжированием весовых коэффициентов К1, K2,…,Kj и ограничений A наэти параметры, технические условия и внешние воздействия.
Также методпредусматриваетпроектированиесучетомсовместимости, тепловых и механических воздействий.электромагнитной39В основе метода лежат структурно-математическое моделирование,конструирование,формированиекомплексамоделейдлячисленногомоделирования внешних возмущающих факторов.Результатом проектирования является удовлетворяющий заданнымтребованиям печатный узел и корпус для бортовой радиоохранной системы.На Рисунок 10 представлена структурная схема метода.Предложенный метод включает:операциипопроектированиюрадиоохраннойматематическоемоделирование,конструирование,системы–численноемоделирование моделирование;алгоритм подбора оптимальной элементной базы из базы электронныхкомпонентов;Рисунок 10 - Схема метода проектирования бортовой радиоохранной системыалгоритм проектирования охранной системы;инженерную методику проектирования охранной системы;рекомендации по учету влияния электромагнитных воздействий нарадиоохранный модуль и его электромагнитного влияния на остальнуюбортовую электронику;рекомендации по учету механических и тепловых воздействий набортовой радиоохранный модуль;программу и методику испытаний макетного образца.При разработке бортовой радиоохранной системы метод обеспечиваеттребования[32]:поэлектромагнитнойсовместимостиустойчивость квоздействию электромагнитного излучения в диапазоне частот от 20 до 2000МГц и напряженности поля воздушного электростатического разряда до 15Кв; по механическим воздействиям – устойчивость при воздействиисинусоидальной вибрации частотой от 10 Гц до 70 Гц с амплитудой до 40м/с2 и пиковом ударном ускорении до 250 м/с2; по тепловым воздействиямсистема полностью сохраняет свою работоспособность в диапазоне значенийтемператур от -45 до +60 С , при влажности воздуха до 95%.
Данныезначения могут быть модифицированы при разработке в зависимости отопределенных требований к условиям эксплуатации.Алгоритмподбораэлементнойбазысиспользованиемотфильтрованных посредством методики подбора оптимальной элементнойбазы параметров,…,предлагает компоненты для реализации структурсистемы S1,…,SN. На основе этих структур создаются конструктивныереализации V1,…,VN , включающие электрические принципиальные схемы итопологии печатных узлов.
Комплекс моделей, представляющий собойвзаимосвязь 3-х мерной модели печатного узла в корпусе, модели длямоделирования тепловых и механических воздействий, позволяет провестикомплексный учет рекомендаций, и выбрать с помощью алгоритма42проектирования охранной системы из V1,…,VN наиболее подходящийконструктивVj, который, затем, реализуется в конечном вариантерадиоохранной системы.База электронных компонентов представляет собой совокупностьданных по компонентам, которые могут быть расположены в различныхбазах, в зависимости от используемого ПО.
Она содержит как основныепараметры компонентов P1,…,PN , импортированные из спецификацийпроизводителя, так и их схемные элементы, условные графическиеобозначения SCH1,…,SCHNи посадочные места, контактные площадкиPCB1,…,PCBN для конструктивных реализаций.Алгоритм подбора оптимальной элементной базы, конфигурируетфильтр параметров, который пропускает параметры, необходимые дляпостроения оптимальной конфигурации радиоохранной системы, опираясьна наложенные на систему ограничения.Итоговый печатный узел проверяется на работоспособность пофункциональным и другим параметрам в соответствие с методикойиспытаний, содержащей e1,…,ek тестов и r1,…,rk результатов испытаний.2.3 Алгоритм подбора оптимальной по энергопотреблению элементнойбазыКакправило,набортовоеоборудованиеподвижныхобъектовнакладываются ограничения на такие параметры, как энергопотребление,габариты и масса.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
