Проектирование аппаратной части автоматизированной системы мониторинга подключений оптического кросса (1207881), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Данная переделка сводится к следующим действиям (рис. 2.8).38Рисунок 2.8 - Модернизация SC-адаптера1) разбирается щелевой оптический датчик: из датчика извлекается ИК-светодиод ифототранзистор;2) с оптического адаптера снимается фиксирующая скоба 5;3) В месте будущего пересечения фиксирующей скобы 5 с шлейфом 2 скальпелемпроделывается углубление 6 для укладки шлейфа под скобой. Длина углубления – 1112мм, глубина 0,7-0,8мм;4) В оптическом адаптере перпендикулярно оси подключения коммутационного шнура просверливается отверстие 1. диаметром 2мм.
на расстоянии около 2-х мм от края.5) К ИК-светодиоду 3 и фототранзистору 4 припаивается шлейф из 4-х проводов 2.Для создания опытного образца в качестве шлейфа был использован фрагмент UDMA IDEкабеля. Места пайки изолируются 1мм термоусаживаемой трубкой.6) Выводы ИК-светодиода 3 и фототранзистора 4 изгибаются, как показано на рисунке.7) Шлейф 2 укладывается в углубление 6.8) На адаптер одевается фиксирующая скоба 59) На адаптер с установленными в отверстиях ИК-светодиодом 3 и фототранзистором4 одевается отрезок термоусаживаемой трубки 7 диаметром 16мм, диной 8-9мм.3910) Термоусаживаемая трубка 7 нагревается феном до температуры 125-150 градусов шкалы Цельсия.
При этом происходит надёжная фиксация ИК-светодиода 3 и фототранзистора 4.2.7 Среда и способ передачи информации2.7.1 Краткое введение в Wi-Fi сети, особенности их работыКак уже было указано в разделе 2.2 данной главы, в качестве среды передачи информации, считанной устройством мониторинга, был выбрана среда стандарта IEEE 802.11(Wi-Fi). Рассмотрим способ связи подробнее.
IEEE 802.11 – является набором стандартов(802.11, 802.11a, 802.11b, 802.11c, 802.11d, 802.11e, 802.11F, 802.11g, 802.11h, 802.11i,802.11j, 802.11k, 802.11l, 802.11m, 802.11n, 802.11o, 802.11p, 802.11q, 802.11r, 802.11s,802.11T, 802.11u, 802.11v, 802.11w, 802.11x, 802.11y, 802.11ac, 802.11ad), описывающих радиочастотную среду передачи цифровой информации. Как правило, принцип работы Wi-Fiсети заключается в следующем: Wi-Fi концентратор (коммутатор) называемый «точкойдоступа» передаёт в радиочастотный эфир свой идентификатор SSID с помощью специальных сигнальных пакетов на скорости 0,1 Мбит/с каждые 100 мс. Поэтому 0,1 Мбит/с —наименьшая скорость передачи данных для Wi-Fi.
Зная SSID сети, клиент может выяснить,возможно ли подключение к данной точке доступа. При попадании в зону действия двухточек доступа с идентичными SSID приёмник может выбирать между ними на основанииданных об уровне сигнала [12]. Получив SSID, клиент сети отправляет точке доступа запрос на соединение с ней.
Далее происходит процесс аутентификации. Следует заметить,что учитывая сложность контроля самой среды передачи данных (радиоэфира), разработчиками стандарта применены сложные и очень надёжные методы шифрования пересылаемой информации (WPA, WPA-2). После успешной аутентификации клиент Wi-Fi сетиможет осуществлять обмен информацией как с самой точкой доступа (например, для еёнастройки), так и с другими устройствами, уже подключенными к ней и прошедшими такую же аутентификацию, либо подсоединёнными к ней проводной связью в стандартеEthernet 10/100Base-T. Обмен информацией происходит со скоростями, максимальные значения которых описываются конкретными для данного случая стандартами.
Разрабатываемое устройство, ввиду технических особенностей модуля способно работать в трёх из них:40802.11b, 802.11g, 802.11n - работающее в полосе радиочастот 2400—2483,5 МГц, с допустимой мощностью излучения передатчика не более 100 мВт. Максимально возможныескорости обмена информацией в этих стандартах – 11, 54 и 150мбит/сек (для одной антенны), соответственно.
Для отладки проектируемого устройства использовался Wi-Fi маршрутизатор D-Link DIR-300, который может работать только в двух стандартах: 802.11b и802.11g со скоростями 11 и 54мбит/сек соответственно. Поэтому, фактически, в работе былиспользован только стандарт 802.11g.2.7.2 Выбор точки доступа Wi-FiВвиду своей чрезвычайной популярности, на современном рынке сетевого оборудования, Wi-Fi точки доступа занимают лидирующее место.По состоянию на 21.06.2016г.
в двух самых популярных компьютерных магазинах г.Хабаровска «Технопоинт» и «ДНС» можно приобрести 39 различных моделей точек доступа ценой от 990 до 28999руб. и 113 Wi-Fi маршрутизаторов ценой от 830 до 4399руб, которые также могут быть использованы в режиме «точка доступа».
Любое из этих устройствможет быть настроено и полноценно работать в составе рассматриваемого решения.При разработке, тестировании и отладке рассматриваемого устройства применяласьточка доступа китайского производителя D-Link DIR-300.2.7.3 Настройка беспроводного маршрутизатора D-Link DIR-300Порядок настройки нового, неиспользуемого ранее маршрутизатора следующий:1) подключить питание маршрутизатора;2) соединить компьютер, с которого будет производиться настройка коммутационным шнуром Ethernet UTP 5, входящим в комплект маршрутизатора, с одним из портовLAN маршрутизатора;3) присвоить сетевому проводному интерфейсу компьютера IP-адрес в диапазоне192.168.0.2 - 192.168.0.254 с маской сети 255.255.255.0;4) имеющимся на компьютере Интернет-браузером (Internet Explorer, Google Chrome,Opera, Mozilla Firefox) открыть страницу 192.168.0.1;5) на открывшейся странице в поле «Login» набираем «admin» и нажимаем кнопку «Log In»;6) в появившемся окне нажимаем кнопку «Wireless setup», далее «Manual WirelessConnection Setup»;417) в разделе «WI-FI PROTECTED SETUP (ALSO CALLED WCN 2.0 IN WINDOWSVISTA)» убираем галочку в поле Enable;8) в поле «Wireless Network Name» указываем SSID нашей сети «MONITOR»;9) В поле «Security Mode» выбираем «Enable WPA/WPA2 Wireless Secutity (enhanced)»;10) В появившемся поле «Network Key:»указываемпароль«X,95{iLf^$32evt*YEs7A1]Pz»;11) Нажимаем кнопку «Save Settings»После этих действий, в списке доступных беспроводных сетей появится сеть«MONOTOR»Другие настройки маршрутизатора могут быть выполнены при необходимости.2.8 Размещение устройстваУстройство мониторинга размещается непосредственно внутри оптической кроссовойпанели рядом со сплайс-кассетами в имеющемся свободном пространстве.
Креплениеустройства должно быть осуществлено винтами М2,5х10. Для этого, в саму оптическуюпанель должны быть установлены стойки высотой 5-7 мм. Монтаж устройства производить до ввода и разделки оптического кабеля в кроссовой панели.Подключение шлейфов от датчиков к устройству мониторинга выполнять после установки монтажных шнуров в адаптеры, разварки волокна и укладки КДЗС в сплайспластины.2.9 Пользовательский интерфейсВ данной работе применён упрощённый пользовательский интерфейс, предназначенныйлишь для демонстрации возможностей устройства мониторинга, его тестирования и отладки.Практического применения этот интерфейс не представляет интереса, так как в качестве дальнейшего усовершенствования системы планируется написание программного обеспечения посбору и обработке информации, поступающей с нескольких десятков таких устройств.Интерфейс представляет собой веб-страницу, открываемую любым Интернетбраузером с компьютера (телефона, планшета), подключенного к сети «MONITOR».
Настранице отображается в реальном времени состояние оптических датчиков, которое соот42ветствует наличию или отсутствию подключенных к оптической панели коммутационныхшнуров. Экран обновляется 1 раз в 2 секунды.2.10 Безопасность и несанкционированный доступКак было отмечено выше, вопрос безопасности и несанкционированного доступа прииспользовании беспроводного соединения стоит очень остро. В данном проекте преднамеренно не предусматривался процесс аутентификации доступа к самому устройству, так какон: а) значительно усложнит алгоритм работы; б) увеличит нагрузку на сеть передачи данных; в) не будет достаточно эффективен.
Для обеспечения безопасности системы от внешнего вмешательства были выбрана настройка самой Wi-Fi сети. Меры, принятые для обеспечения безопасности сети в рамках данной работы следующие:1) Отсутствие динамически предоставляемых IP-адресов (запрет использования DHCP);2) Запрет доступа к точке по пин-коду;3) Использование WPA/WPA-2 шифрования;4) Сложный 25-и символьный ключ (пароль), состоящий из цифр, английских буквверхнего и нижнего регистров, знаков. Данный ключ был сформирован автоматически сиспользованием Интернет-ресурса https://passwordist.com [13] и, кроме того, дополнительноизменён: произвольно переставлены 2 половины сгенерированного пароля.Применение вышеуказанных мер обеспечит высокую степень взломостойкости Wi-Fiсети и невозможность использовать метод подбора пароля по словарю.В результате работы был произведен выбор оборудования и способ передачи данных,спроектирована принципиальная электрическая схема, макет печатной платы устройства исоставлен программный код для его работы.
Также был разработан принцип оснащенияпроходного SC адаптера датчиками. Результаты работы полностью соответствуют требованиям заказчика.433 РАСЧЕТ НАДЕЖНОСТИ УСТРОЙСТВА МОНИТОРИНГА3.1 Понятие надежностиПод надёжностью понимают свойство изделия сохранять в течение заданного временив пределах установленных норм значения функциональных параметров при определённыхусловиях (заданные режимы и условия эксплуатации, технического обслуживания, хранения и транспортирования).В теории и практике надёжности технических изделий широко пользуются понятиемнаработка, под которой понимают продолжительность работы изделия, выраженную в часах, циклах переключения или других единиц в зависимости от вида и функциональногоназначения изделия.Под отказом понимают полную или частичную потерю изделием работоспособностивследствие ухода одного или нескольких функциональных параметров за пределы установленных норм, указанных в технической документации.Под наработкой до отказа понимают суммарную наработку изделия от момента вступления в работу (эксплуатацию) до возникновения первого отказа.Надёжность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначенияизделия и условий его применения может включать безотказность,долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенные сочетанияэтих свойств.Многие понятия и определения теории надёжности базируются на таких понятиях, какработоспособность и безотказность [14, 15, 16].Безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособное состояние втечение некоторого времени или наработки.3.2 Классификация отказовВ настоящее время существуют различные схемы классификации отказов.Одна из схем представлена в табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
