1) ВКР - Исаев А.В. - 2016 (1228491), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Рисунок 1.6 – Выбор директории для установки программного обеспечения
По завершении установки среды графического моделирования, необходимо произвести активацию продукта, если ранее ключ не вводился, на первых этапах установки.
1.2.2 Установка NI Multisim 2014
Приступая к установке, следует сказать о том, что версия продукта Multisim, должна соответствовать версии NI LabVIEW.
Открываем каталог с *.exe файлом и производим запуск от имени администратора, в появившемся окне, рисунок 1.7, выбираем пункт «Install NI Circuit Design Suite 14.0», далее, следуем по инструкции.
Рисунок 1.7 – Стартовое окно установки программы Multisim
Далее указываем имя пользователя, организацию (в свободной форме), а так же вводим лицензионный ключ продукта, рисунок 1.8.
Рисунок 1.8 – Ввод серийного ключа программного продукта
После чего, необходимо выбрать сопутствующее программное обеспечение, которое в свою очередь, является неотъемлемой частью всего комплекса программ, разработчика. В категории LabVIEW Tools, выбираем: «NI LabVIEW Multisim API Toolkit», «NI LabVIEW Multisim Co-simulation Plug-in for LabVIEW 2014». Следует отметить, что выбор подпрограмм, следует делать, с учетом версии основной программы – NI LabVIEW, рисунок 1.9.
Рисунок 1.9 – Выбор дополнительных программ
Произведя установку, необходимо выполнить перезагрузку компьютера, после чего, протестировать возможность взаимодействия программ.
1.3 Настройка программного обеспечения Debian GNU/Linux
Для реализации сервера под сайт и управляющую систему LCWWM, была выбрана операционная система Debian на ядре Linux, с открытой, бесплатной лицензией GNU [12].
Данное решение было принято в виду нескольких факторов:
-
Debian GNU/Linux является полностью бесплатной операционной системой;
-
требования к физической машине, минимальны (HDD = 3 Gb, Memory = 16 Mb);
-
простота использования;
-
Debian GNU/Linux является постоянной системой, для которой поставляются проверенные и отлаженные пакеты.
Рисунок 1.10 – Установка базовой системы Debian GNU/Linux
После установки базовой системы, необходимо выбрать дополнительные пакеты и произвести установку дополнительного программного обеспечения для полноценной работы сервера, скачиваемые с зеркала архива Российской Федерации (mirror.mephi.ru): SSH server, Midnight Commander, HTOP, NANO, MySQL, PHP Apache, PHPMyAdmin, PHP5 [10].
Команда: < # apt-get install mc htop mysql apache2 phpmyadmin php5 >.
Рисунок 1.11 – Выбор зеркала архива Debian GNU/Linux
После выполненных операций, необходимо произвести скачивание – запуск программных продуктов, имеющие отношение к WEB-серверу: MySQL, PHP Apache, PhpMyAdmin, PHP5, рисунок 1.13.
Рисунок 1.12 – Выбор программного обеспечения из установочного образа CD.iso
Рисунок 1.13 – Скачивание ПО WEB-сервера
Следующим этапом, производится перемещение файлов сайта «LCWWM», в Debian при помощи команды (wget https://<...Адрес ссылки скачивания…>/). Необходимо произвести архивацию данных с разрешением *.tar.gz, после чего разместить в глобальной сети в открытом виде, для скачивания через систему Debian GNU/Linux. Распаковку архива произвести в директорию (/var/www/), при этом выполнять все операции от имени «root» пользователя, данный пользователь в системе создается по умолчанию и имеет права суперпользователя – абсолютные [12]. После чего, в обязательном порядке, произвести перезапуск WEB-сервер.
После выполненных выше перечисленных операций, произведем подключение к Debian GNU/Linux при помощи SSH Server, используя программу
PuTTY в OS Windows X по IP адресу машины подключаемой машины,
рисунок 1.14. Помимо этого, в PuTTY производиться дополнительная настройка: окна, выводимого информацию, соединения и терминала.
Подключившись по удаленному доступу (SSH Server) к компьютеру, можно производить все операции удаленно. Учитывая тот факт, что данное подключение образует «дыру» в защите WEB-сервера. Для устранения данной проблемы, необходимо произвести «тонкую» настройку программы Apache:
-
ограничить по диапазону IP адреса, имеющие возможность произвести подключение по удаленному доступу;
-
запретить неиспользуемые средства связи (проколы, COM-порты и т.д.);
-
создать ограничения по уровню доступа к файлам, скрыть файлы сайта, настроить автоматический Backup, а так же уровне login-password создать ограничения по правам доступа к информации на WEB-сервере.
Данная настройка является первым уровнем безопасности в WEB-сервера. Что касаемо передачи данных при помощи удаленного доступа с правами пользователя root, защита производиться при помощи протокола SSH, данный протокол шифруется 128 bit ключом [12].
После настройки Apache, проверяем открытые порты в Debian, а так же какие сервисы слушают порты, рисунок 1.15.
Рисунок 1.14 – PuTTY SSH Server в OS Windows 7
Рисунок 1.15 – Проверка активных соединений в Debian
Программное обеспечение которое необходимо установить для стабильной работы системы:
-
удаленная работа: SSH Server, PuTTY (for Windows);
-
WEB Server: MySQL, Apache2, PhpMyAdmin, PHP5;
-
системные программы, для удобства работы (Midnight Commander, HTOP, Nano, Sudo);
-
файл обменный сервер: Samba, SmbClient.
1.4 Проблемы в работе программного обеспечения и их решения
Во время разработки, с помощью программного обеспечения компании National Instruments, возможен ряд проблем. Наименование проблем, а так же их значимость, и, способ устранения, представлен в таблице 1.2.
В случае, выбора лицензионного ПО, и последовательности установки программного обеспечения, ошибок соединения среды графического моделирования, со средой моделирования, быть не должно.
Таблица 1.2 – Ошибки и методика их устранений, во время работы с ПО
№ | Наименование ошибки | Метод устранения ошибки |
1 | Соединение между средой программирования и моделирования - невозможно. |
|
2 | Во время публикации работы при помощи технологии Web Publishing Tool: отсутствует подключение, ограничено подключение пользователей. |
|
3 | Не соответствие времени моделирования, реальному времени, задержки сигналов подаваемых, и, получаемых из модели. | Причиной данного явления, недостаточная вычислительная мощность исполняемой машины, что так же значительно влияет на скорость обработки подаваемых, и/или, получаемых сигналов в сети, в режиме реального времени. |
2 РАБОТА И СТРУКТУРА ВИРТУАЛЬНОЙ ЛАБОРАТОРИИ
2.1 Взаимодействие среды моделирования со средой программирования
Приложение написанное в среде программирования NI LabVIEW, имеющее расширение: *. vi, посылает управляемый сигнал в среду моделирования NI Multisim, имеющее соответствующее разрешение файлов: *. ms14 (Рисунок 2.1).
После моделирования схемы в NI Multisim (Рисунок 2.2), результат моделирование передается обратно в приложение NI LabVIEW, где происходит обработка полученных параметров и вывод их на интерфейс пользователя (Рисунок 2.3).
Любое приложение, написанное на языке программирования NI LabVIEW, имеет расширение VI (Virtual Instrument).
Рисунок 2.1 – Интерфейс пользователя
На рисунке 2.1 имеются следующие обозначения: 1 – Навигационная панель, 2 – Регулятор напряжения подаваемого в схему, 3 – Рассчитываемые значения тока и сопротивления RLC-цепи, 4 – Диаграмма входящего в цепь RLC напряжения, 5 – Сигнал напряжения после моделирования.
Рисунок 2.2 – Модель RLC-цепи в NI Multisim:
U – входящий сигнал напряжения, Out – Сигнал после моделирования
Цепь состоит из последовательно включенных резистора сопротивлением
10 Ом, конденсатора емкостью 50 мкФ, и катушки индуктивности 20 мГн. На вход цепи «U» подается напряжение от 0 до 2 В. Измерительным выходом является «Out».
На вход «U» подается напряжение из среды программирования NI LabVIEW, программа NI Multisim моделирует процесс работы цепи, и с выхода «Out» данные поступают в модуль CDS, где уже формируется обычное дифференциальное уравнение и решается методом Рунге-Кутта 1.
На рисунке 2.1 представлено моделирование работы RLC-цепи в рабочем диапазоне напряжений 0-2 В.
Рисунок 2.3 – Блок диаграмма приложения в NI LabVIEW (CDS модуль):
1 – Окно настройки моделирования, 2 – Модель NI Multisim, 3 – Элемент принудительной остановки цикла моделирования, 4 – Элемент преобразования данных для вывода на панель пользователя, 5 – Элемент транспортировки данных из цикла CDS в корней цикл приложения
Процесс передачи сигнала из NI LabVIEW в NI Multisim, а так же обработка, демонстрации результатов моделирования применяется модуль NI Control Design and Simulation Module (CDS) [6] (Рисунок 2.5).
Принцип обмена данными между моделью и приложением происходит следующим образом:
Из VI (5) посылается управляющий сигнал в виде трехфазного напряжения в 380 В, с частотой сети 50 Гц, со смещением фаз на 1200 каждая. При помощи модуля Control Design and Simulation (CDS) по каналу (1), сигнал поступает в модель двигателя (4), где происходит моделирование и передача данных в режиме реального времени по обратному каналу CDS (2), обратно в приложение VI (5), где происходит обработка полученных данных и вывод результатов моделирования на экран пользователя. Для того, что бы вывести данные из цикла Control and Simulation Loop в корневой цикл, для последующего сохранения и обработки результатов, вне приложение VI (6), используют блок Collector (3).