Диплом (1230938), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Платформа оснащена 32 кБ flash-памяти, 2 кБ из которых отведено под так называемый bootloader. Эта функция позволяет прошивать Arduino с обычного компьютера через USB. Такая память постоянна и не предназначена для изменения по ходу работы устройства. Она необходима для хранение программы и сопутствующих статичных ресурсов. Также имеется 2 кБ SRAM-памяти, которые требуются для хранения временной информации вроде переменных программы. По сути, это оперативная память платформы. SRAM-память очищается при обесточивании. Ещё имеется 1 кБ EEPROM-памяти для долговременного хранения данных. По своему назначению это аналог жёсткого диска для Arduino.
На платформе расположены 14 контактов (pins), которые могут нужны для цифрового ввода и вывода. Какую роль исполняет каждый контакт, зависит от вашей программы. Контакты работают с напряжением 5 В, и рассчитаны на ток до 40 мА. Также каждый «пин» имеет встроенный, но отключённый по умолчанию резистор на 20–50 кОм. Некоторые контакты обладают дополнительными функциями:
Serial: 0-й и 1-й. Используются для приёма и передачи информации по USB.Внешнее прерывание: 2-й и 3-й. Эти контакты могут быть настроены так, что они будут провоцировать вызов заданной функции при изменении входного сигнала.
PWM: 3-й, 5-й, 6-й, 9-й, 10-й и 11-й. Могут являться выходами с широтно-импульсной модуляцией (pulse-width modulation) с 256 градациями.
LED: 13-й. К этому контакту подключен встроенный в плату светодиод. Если на контакт выводится 5 В, светодиод зажигается; при нуле светодиод гаснет.
Помимо контактов цифрового ввода/вывода на Arduino имеется 6 контактов аналогового ввода, каждый из которых предоставляет разрешение в 1024 градации. По умолчанию значение меряется между землёй и 5 В, однако возможно изменить верхнюю границу, подав напряжение требуемой величины на специализированный контакт AREF.
Кроме этого на плате имеется входной контакт Reset. Его установка в логический ноль приводит к сбросу процессора. Это аналог кнопки Reset обычного компьютера.
Взаимодействие. Arduino Uno обладает несколькими способами общения с другими Arduino, микроконтроллерами и обычными компьютерами. Платформа позволяет установить последовательное (Serial UART TTL) соединение через контакты 0 (RX) и 1 (TX). Установленный на платформе чип ATmega16U2 транслирует это соединение через USB: на компьютере становится доступен виртуальный COM-порт. Программная часть Arduino включает утилиту, которая позволяет обмениваться текстовыми сообщениями по каналу.
Встроенные в плату светодиоды RX и TX светятся, когда идёт передача данных между чипом ATmega162U и USB компьютера.
Отдельная библиотека позволяет организовать последовательное соединение с использованием любых других контактов, не ограничиваясь штатными 0 и 1 м.
С помощью отдельных плат расширения становится возможной организация других способов взаимодействия, таких как bluetooth, RFID модуль, Wi-Fi.
Защита USB. Arduino Uno обладает предохранителем, защищающим USB-порты компьютера от перенагрузки и коротких замыканий. Хотя большинство компьютеров обладают собственными средствами защиты, предохранитель даёт дополнительную уверенность. Предохранитель разрывает соединение, если на USB-порт подаётся более 500 мА, и восстанавливает его после нормализации ситуации. Расположение входов указанно на картинке 2.7 [8].
Рисунок 2.7 – Arduino, назначение входов
Arduino – это компактный и многофункциональный прибор позволяющий работать с реальным оборудованием, в нашем случае это RFID модуль rc522. А так же, с виртуальным оборудованием, таким как LabVIEW. Это поможет с помощью простых решений связать с реальным прибором RFID модулем. И уже через командные функции LabVIEW управлять всей системой.
2.4 Базы данных SQL Server
Microsoft SQL Server 2008 одна из наиболее мощных СУБД архитектуры клиент–сервер. Эта СУБД позволяет выполнять такие условия, предъявляемые к системам распределенной обработке информации, как тиражирование данных, параллельная обработка, работа с большими базами данных на относительно не дорогих аппаратных платформах при сохранении несмежного управления.
MS SQL Server, не предназначен непосредственно для разработки пользовательских программ, а выполняет функции управления базой данных. Для пользовательского приложения, SQL Server является мощным источником выработки и управления нужными данными.
Microsoft SQL Server, предназначен только для поддержки систем, работающих в среде клиент-сервер. База поддерживает широкий выбор средств разработки и максимально прост в совместной работе с приложениями, работающими на компьютерах.
SQL Server, может тиражировать информацию в БД иных форматов включая Oracle, DB2, Sybase, Microsoft Access и другие СУБД (при наличии ODBC драйвера, отвечающего заданным требованиям).
Эта база данных, позволяет пользователям управляться с данными любых типов (от традиционных до географических). Это дает возможность к созданию приложений нового поколения с учетом данных о расположении и возможностью управления документами. SQL Server 2008, способен создавать отчеты и выполнять анализ любого объема и сложности, а так же облегчая пользователям доступ к информации за счет более тесной работы с Microsoft Office.
SQL Server, позволяет шифровать базу данных, файлы данных или файлы журналов, без внесения в приложения изменений. Благодаря этому появляется возможность выполнять поиск в зашифрованных данных как по диапазону, так и с нечеткими критериями, а также поиск в защищенных данных, полученных от неавторизованных пользователей. Шифрование позволяет компаниям выполнить юридические требования и идти в ногу с общим стремлением к защищенности данных. Программа полностью соответствует этой растущей потребности, поддерживая HSM (Hardware Security Module, аппаратный модуль безопасности) и системы управления ключами других производителей.
Эта база данных позволяет разработчикам создавать параметры аудита и управлять ими. Благодаря аудиту данных появляется возможность получать ответы на наиболее распространенные вопросы, например: «Какие данные извлекались из базы данных?»
SQL Server, обеспечивает сжатие исходящего потока данных, улучшая производительность и сокращая нагрузку на сеть, связанную с зеркалированием баз данных. Сжатие данных дает возможность более качественно хранить информацию и уменьшить затраты на накопительные устройства. При этом существенно падают рабочие нагрузки, повышается производительность, а объем ввода-вывода, например в хранилищах информации, увеличивается.
Благодаря переработанной архитектуре установки, настройки и конфигурирования в SQL значительно улучшено обслуживание, что позволяет отделить процесс физического копирования программы на оборудование от настройки программного обеспечения базы данных.
Встроенные запросы LINQ (Language Integrated Query) позволяют пользователям вместо использования SQL запросов обращаться к данным из программ на управляемых языках, например C++ или LabVIEW. В SQL Server 2008 имеется возможность использования LINQ для обращения непосредственно к таблицам и полям SQL Server 2008.
В SQL Server 2008 включены новые типы данных для обозначения даты и времени, например DATE–только дата, TIME–только время. Такие типы данных позволяют различать дату и время в программе, а также обеспечивают использование больших диапазонов или большей точности для временных показателей.
Включенный в базу SQL тип данных FILESTREAM дает возможность хранить больший объем двоичных данных непосредственно в файловой системе NTFS. Причем так, что они остаются частью базы данных с поддержкой общей целостности. Это дает возможность держать двоичные данные, традиционно управляемые БД, за ее пределами на менее дорогих накопителях и в то же время обеспечивать корректный доступ к ним. Встроенный полнотекстовый поиск убирает границы между текстовыми и реляционными данными, дая возможность разработчикам использовать текстовые индексы, и эффективно выполнять поиск в больших текстовых полях.
SQL Server – это огромная масштабируемая платформа. Она нужна для организации хранилища информации, которая дает возможность быстрее и эффективнее интегрировать информацию в хранилища. А также управлять растущими объемами данных, предоставляя всем пользователям сведения, необходимые для лучшего понимания данной информации. За счет сжатия данных SQL Server 2008 дает возможность более эффективно хранить информацию, а также повышать производительность благодаря сокращению объемов ввода-вывода. Благодаря сжатию резервных копий в SQL Server требуется меньше пространства для их хранения, а работа с ними идет быстрее, поскольку сокращается объем дискового ввода-вывода.
Программа обеспечивает более быстрое выполнение запросов OLAP (Online Analytical Processing) и актуализацию данных, что дает возможность компаниям проводить довольно сложный анализ с большим количеством измерений и агрегирований. Новые инструменты конструирования кубов помогут пользователям облегчить создание аналитической инфраструктуры, позволив им разрабатывать решения оптимальной производительности.
В SQL Server 2008 включен высокопроизводительный механизм составления, обработки и форматирования отчетов, имеющий полный набор инструментов для их создания и просмотра, а также для управления ими. Расширяемая архитектура и открытые интерфейсы делают более простым интеграцию решения по подготовке отчетов в разнообразные среды. Благодаря более легкому развертыванию и настройке очень просто организовать доставку отчетов, как внутри компании, так и вне ее. Это позволит разработчикам без проблем создавать и распространять отчеты любого размера и любой степени сложности, опубликовав их в Интернете [9].
В данной работе SQL Server выполняет основную часть функций всей программы. В нем с помощью основных запросов, таких как: SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE мы можем создать столбцы и строки. Выбирать конкретные данные или столбцы полностью. Но самое важное, что SQL работает обособленно и автономно, не нужно каждый раз запускать базу, при включении программы в LabVIEW база данных автоматически подключается. Это будет происходить если сразу задать настройки ODBS для полноценного соединения.
2.5 Описание программы LabVIEW
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench, среда разработки лабораторных виртуальных приборов) является средой графического программирования. С помощью которой можно создавать программы, используя графическое представление всех элементов алгоритма, что выгодно отличает ее от обычных языков программирования, таких как С, C++ или Java, где программируют, используя текст. Однако LabVIEW представляет собой значительно большее, чем просто алгоритмический язык. Это среда разработки и исполнения программ, предназначенная для исследования учеными и инженерами данных. Где программирование является только частью задачи. LabVIEW используется на компьютерах, работающих под управлением всех распространенных операционных систем: Windows, MacOS, Linux.
Мощный графический язык программирования LabVIEW позволяет очень сильно увеличить производительность труда. Создание законченного приложения с помощью обычных языков программирования может занять очень много времени: недели или месяцы, тогда как с LabVIEW требуется лишь несколько часов, так как программа специально разработана для выполнения различных задач, анализа информации и оформления результатов. Так как LabVIEW имеет гибкий графический интерфейс и прост для программирования, он также отлично подходит для моделирования процессов, создания приложений общего характера, презентации идей и просто для обучения современному графическому программированию.
Измерительная система, созданная в LabVIEW, имеет большую гибкость по сравнению со стандартным лабораторным прибором, потому что она использует многообразие возможностей современного программного обеспечения. Электронное устройство, снабженное встроенной измерительной управляющей аппаратной частью, и LabVIEW вместе составляют полностью настраиваемый виртуальный прибор для выполнения различных задач. С помощью этой программы возможно создать необходимый тип виртуального прибора при небольших затратах по сравнению с обычными инструментами. При необходимости можно внести в него изменения буквально за секунды.
Программа создана для уменьшения нагрузки при разработке технических задач. Для этой цели имеется расширенная библиотека функций и готовых к использованию после доработки подпрограмм, которые выполняют огромное число различных задач программирования и тем самым решают проблемы рутинной работы с указателями, распределением памяти и прочего присущего традиционным языкам программирования. В программе также содержатся специальные библиотеки виртуальных приборов для ввода и вывода данных со встраиваемых аппаратных средств (database connection toolkit - DBCT), для работы с базами данных, ( General Purposes Interface Bus, GPIB) для управления устройствами через последовательный порт RS 232, компоненты приложения для анализа, представления и сохранения информации, взаимодействия через сеть Internet. Библиотека анализа (Analysis) имеет в своем составе множество полезных функций, включая выробатывание сигнала, его обработку, различные фильтры, окна, статистическую обработку, регрессионный анализ, линейную алгебру и арифметику массивов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
