|
Параметр
|
Значение
|
|
Длинна
|
77 мм
|
|
Диаметр
|
18 мм
|
|
Расстояние
срабатывания
|
0 - 10 мм
|
|
Тип
|
Замыкающий
|
|
Напряжение
питания
|
10 - 30 В
|
|
Рабочий ток
|
400 мА
|
|
Падение
напряжения при Iраб
|
≤ 2,5 В
|
|
Частота
срабатывания
|
300 Гц
|
|
Гистерезис
|
3 - 15 %
|
|
Диапазон
рабочих температур
|
-25 - +75 0C
|
|
Комплексная
защита
|
Есть
|
|
Световая
индикация
|
Есть
|
|
Степень защиты
по ГОСТ 14254-96
|
IP67
|
Серия CP1L имеет несколько отличительных особенностей: не смотря на
свой маленький размер, устройства данной серии имеют потенциал более взрослого
поколения - модульного; разработчики заложили функции, назначение которых -
контроль работы станков и иного оборудования, так же удобной является
возможность позиционировать сервоприводы; имеют возможность расширения
благодаря разнообразным модулям; некоторые модели оборудованы встроенным портом
Ethernet, что обеспечивает
гибкость подключения и управления ПЛК.
В нашем распоряжении имеется модуль на 12 входов и 8 выходов,
разъем для подачи внешнего аналогового сигнала от 0 до 10 вольт, два гнезда для
подключения дополнительных модулей расширения, индикаторы состояния.
Во то время, когда изучались возможности микроконтроллера CP1L и решалась проблема
подключения к сети предполагалось три способа ее решения:
) с помощью специального модуля, который устанавливается как
дополнительное периферийное оборудование и позволяет напрямую подключиться к
сети ethernet;
) сейчас установка подключена к ноутбуку и обменивается
данными с помощью интерфейса RS-232, можно ноутбук ввести в сеть и уже с помощью
его управлять лабораторной установкой;
) третий способ - внутри некоторых моделей из семейства CP1L присутствует встроенный
сетевой модуль с ethernet разъемом, но для того, чтобы проверить его существование
требуется разобрать корпус моноблока, в котором сейчас находится сам
микроконтроллер, и проверить наличие модуля. [3]
Был выбран способ №2, так как в этом случае не придётся
докупать дополнительное оборудование, как было предложено в пункте №1,
следовательно, снизить стоимость разработки, а третий способ был исключен, так
как внутри нашего микроконтроллера отсутствует встроенный модуль ethernet. В ходе следующих
экспериментов было выявлена проблема: ноутбук, который соединен с
микроконтроллером, не отзывается на команды из вне.
Пока решалась данная проблема, велись поиски программного
обеспечения для возможности подсоединяться к установке удаленно. Для этого нам
требуется программа, с помощью которой мы могли бы создать удаленную точку
доступа на стороне сервера (на компьютере, к которому подключена установка), а
также виртуальный com-порт, который мы будем устанавливать на стороне клиента и через
который будем обмениваться данными.
3.5 Free
virtual serial ports
Создает виртуальные последовательные порты и соединяет их
попарно виртуальным нуль-модемным кабелем. Приложения с обеих концов пары
смогут обмениваться данными так, что все написанное первому порту появится во
втором и наоборот.
Все виртуальные последовательные порты работают и ведут себя
в точности как аппаратные, эмулируя все их настройки. Вы можете создать столько
пар виртуальных портов, сколько Вам угодно, и при этом не будет ни нехватки
последовательных портов, ни нагромождения дополнительного оборудования на Вашем
столе.
Более того, технология виртуального последовательного порта
от Eltima может быть полностью
интегрирована в Ваше собственное программное обеспечение (OEM-лицензия).
Рисунок 15 - Интерфейс FREE VIRTUAL SERIAL PORTS
Пришлось отказаться от данного программного обеспечения, так
как лицензия на него условно бесплатная и доступ возможен только в течение 30
дней, что для нас не подходит.
3.6 Virtual
Serial Port Driver
Предоставляет Вам возможность создавать неограниченное
количество виртуальных последовательных портов. Созданные порты располагаются в
группе "порты" в Диспетчере Устройств, что означает, что они будут
видны и легко распознаваемы всем установленным Вами программным и аппаратным
обеспечением. Вы сможете сами выбирать приложение, которое будет имеет доступ к
определенному порту. При этом, реальные аппаратные последовательные порты будут
не заняты.
Основные функции Virtual Serial Port Driver:
˗ создание любого количества виртуальных COM-портов;
˗ полная эмуляция настроек реальных портов.
Виртуальные порты, созданные Virtual Serial Port Driver, работают в точности,
как аппаратные. Они эмулируют все настройки реальных последовательных портов,
обеспечивают строгую эмуляцию скорости передачи и предоставляют полный контроль
HandFlow. Кроме того, Вы можете
легко эмулировать обрыв линии последовательной передачи данных. Более того, VSPD использует передовую
технологию драйвера ядра Windows, что обеспечивает поддержку WDM, WMI, Управления
энергопотреблением, PnP и др. Virtual Serial Port Driver полностью совместим с API COM и поддерживает все
сообщения Windows;
˗ управление всеми сигнальными линиями.
Виртуальные последовательные порты, созданные с помощью Virtual Serial Ports Driver, эмулируют и
поддерживают все стандартные аппаратные сигнальные линии (DTR/DSR, RTS/CTS, RING, ERROR, DCD, etc.). Как и в реальном
нуль-модемном соединении, DTR локального порта подключен к DSR и DCD удаленного порта, а RTS локального порта
подключен к CTS удаленного порта. Кроме того, Вы можете выбрать распиновку loopback или создать свою
собственную, в зависимости от конфигурации Вашего аппаратного обеспечения;
˗ список всех функций. Возможность создания
любого количества пар виртуальных последовательных портов. (Виртуальные
последовательные порты - это абсолютно точные копии реальных. Приложения не
увидят разницы между реальными и виртуальными последовательными портами);
˗ соединение между виртуальными последовательными
портами намного быстрее, чем подключение через реальный нуль-модемный кабель и
зависит только от скорости вашего процессора (средняя скорость передачи
составляет около 5,5 Мбайт/сек);
˗ реальные последовательные порты не заняты - вы
можете даже вообще не иметь никаких реальных портов в системе;
˗ возможность создания портов только для текущей
пользовательской сессии. Позволяет пользователям RDP создавать порт с
одинаковым именем (напр.: COM1) в каждой пользовательской сессии;
˗ можно включить автоматическое обновление списка
портов, чтобы вы могли видеть пары, созданные в других пользовательских
сессиях;
˗ мгновенное создание портов позволяет с ними
работать еще до обнаружения PnP-менеджером вновь добавленных портов;
˗ строгая эмуляция скорости передачи;
˗ возможность удаления портов, даже если они
открыты другими приложениями;
˗ доступны все сигнальные линии: DTR/DSR/CTS/RTS/DCD/RI. Контроль HandFlow (Аппаратный и Xon/Xoff);
˗ эмуляция обрыва виртуальной линии
последовательной передачи данных;
˗ различные виртуальные нуль-модемные схемы:
стандартные/loopback/персонализированные;
˗ виртуальный последовательный порт может иметь
какое вам угодно имя, даже имя реального порта;
˗ порты автоматически пересоздаются после
перезагрузки системы (до входа пользователя в систему);
˗ возможность изменять имена виртуальных
последовательных портов, созданных VSPD, отображаемых в Диспетчере устройств;
˗ ограничение доступа к созданным виртуальным
портам для различных приложений;
˗ virtual serial port driver и все его драйверы имеют
цифровую подпись;
˗ полная информация о текущем состоянии
виртуального последовательного порта, отправленных/полученных данных, и т.п.;
˗ поддержка технологии драйвера ядра Windows (WDM, WMI, Power Management, PnP и др.);
˗ принтеры могут быть назначены на любой
виртуальный последовательный порт (доступно после перезагрузки Windows);
˗ с поддержкой технологий Hyper-Threading и VMware;
˗ не требуется перезагрузка после установки VSPD, создания и
реконфигурация виртуальных последовательных портов.
От данной программы пришлось тоже отказаться, так как
большинство полезных функций присутствует только в платной версии, а в
свободном доступе имеется только условно бесплатная, что нам не подходит.
3.8 Advanced
virtual com port
Является профессиональной утилитой последовательной связи,
которая объединяет функции локальной сети и виртуального последовательного
порта.
Дает возможность:
˗ создавать виртуальные последовательные порты и
соединяет их с виртуальным нуль-модемным кабелем по локальной сети или через
Интернет;
˗ для вашего реального (физического)
последовательных портов через локальную сеть и Интернет;
˗ создать пары локальных виртуальных
последовательных портов, соединенных с виртуальным нуль-модемным кабелем;
Рисунок 16 - Интерфейс программы ADVANCED VIRTUAL
COM PORT
Физический COM порт может общаться только с одним устройством
или программой, а иногда нам требуется, чтобы к одному порту мы могла
подключится нескольким приложениями. Реализовать подобную идею позволяет
виртуальный COM-порт, который создается с помощью программного обеспечения.
Данное решение позволяет выпустить порт в интернет и общаться не только с
компьютерами, которые находятся рядом, но и с теми, которые на другой стороне
земного шара! Это делается путем эмуляции нуль-модемного кабеля по сети.
Другое использование передовых виртуальный COM-порт, чтобы поделиться
любой из ваших последовательных устройств, будь то сканер штрих-кода, модем,
датчик, осциллограф, лабораторный или промышленный инструмент и т.д. по
локальной сети или через Интернет. Нет необходимости, чтобы перемещать это
оборудование туда и сюда, просто подключите его к серверу или компьютеру,
подключенного в сеть, создайте Общий COM-порт, и каждый, у кого установлен ADVANCED VIRTUAL COM PORT будет в состоянии
использовать эту технику дистанционно, как если бы он был подключен к его
компьютеру.
И, наконец, ADVANCED VIRTUAL COM PORT позволяет создавать пары
виртуальных последовательных портов локально подключеных через виртуальный
нуль-модемный кабель. Нет необходимости иметь реальные кабели или
последовательные порты. Данная функция предназначена для ускорения разработки и
отладки приложений. Вы можете отлаживать программное обеспечение, которое использует
com-порт для связи с ручным
компьютером, данные, приобретение оборудования и т.д. Вы даже можете
разработать свой собственный эмулятор устройства и подключить его к
программному обеспечению через пару виртуальных com-портов.
Особенности:
˗ виртуальные com-порты появляются в
системе и приложениях как настоящие;
˗ виртуальные com-порты работают как
настоящие;
˗ горячий виртуальный COM-порт создания и
удаления, без необходимости перезагрузки компьютера;
˗ однажды созданные виртуальные порты сохраняются
в системе, пока вы не удалите их;
˗ работает в качестве сервера, порт будет
активным даже если пользователь не вошел в систему;
˗ нет необходимости иметь физические серийные
порты (кроме как физических портов, разделяющих функции);
˗ выше скорость передачи данных, чем у серийных
портов;
˗ можно создать до 255 виртуальных com-портов;
˗ есть совместимость с ПО компании VMware;
˗ управление потоком эмуляции;
˗ возможность временно удалить все порты, не
теряя своей конфигурации;
Пришлось отказаться от данного программного обеспечения, так
как лицензия на него условно бесплатная и доступ возможен только в течение 30
дней, что для нас не подходит.
3.9 Vspe
Призвана помочь инженерам программного обеспечения и
разработчикам для создания /отладки / тестирования приложений, которые
используют последовательные порты. Она может создавать различные виртуальные
устройства для приема/передачи данных. В отличие от обычных последовательных
портов, виртуальные устройства имеют специальные возможности: например, то же
устройство может быть открыт более чем один раз для различных применений, что
может быть полезно во многих случаях. С ВСПЕ вы сможете поделиться физический
последовательный порт данных для нескольких приложений, выставить
последовательный порт для локальной сети (по протоколу TCP), создать виртуальный
последовательный порт устройства пар и так далее.
Я остановился на данном программном обеспечении для создания
виртуального COM-порта, так как оно в полном свободном доступе и обладает всеми
необходимыми функциями.
3.10
IP->COM
Это бесплатная программа для удаленного обмена данными через com-порт через локальную
сеть или интернет одновременно. IP to com позволяет любому из существующих
последовательных (RS232) портов на вашем ПК подключиться к сети TCP / IP. Это позволяет любому
другому компьютеру из той же сети, отправлять и получать последовательные
данные через удаленный последовательный порт на ПК где тоже установлен IP to com.
Я остановился на данном программном обеспечении для создания
точки доступа на серверном компьютере, и удаленного подключения к ней на
клиентском. Так как оно в полном свободном доступе и обладает всеми
необходимыми функциями.
3.11
Следующим шагом стала установка видеонаблюдения за ходом эксперимента
Выбор был остановлен на программе WebcamXP 5, так данная программа
бесплатная, простая в настройке, есть возможность управлять скоростью
передаваемых в сеть данных, имеет встроенный веб-сервер, что позволяет выводить
видео в любом современном браузере. Был проведен эксперимент, в котором мы сделали
сравнение: с какой скоростью передается видео, если передавать его с помощью
программы WebcamXP 5 или если делать это с помощью программы для удаленного
администрирования AmiAdmin. Графики получены с помощью программы NetMet. Были выведены графики
результатов тестирования. Скорость отображается в бит/секунда.
Рисунок 17 - Скорость передачи с помощью программы WebcamXP 5
Рисунок 18 - Скорость загрузки с помощью программы WebcamXP 5
Рисунок 19 - Скорость передачи и загрузки с помощью программы
AmiAdmin
Для тестирования была взята Web камера, которая
позволяет снимать в качестве 720p. В настройках программы WebcamXP 5 ограничения по
скорости были убраны, в программе AmiAdmin стояло ограничение 1Мб - 5Мб.
Как видим из рисунков 17, 18 и 19 для передачи видео через AmiAdmin требуется скорость
интернета намного больше, чем при передаче через WebcamXP 5. При этом видео через WebcamXP 5 было четким и не
тормозило, а через AmiAdmin видео смотреть было сложно, так как оно показывалось
скриншотами (в дальнейшем ограничения были сняты что увеличило скорость приема
передачи приблизительно до 20 Мб/с, но качество видео от этого не улучшилось).
По данным исследовательской компании Akamai Technologies средняя скорость в
России составляет 12.1 Мб/с или приблизительно 1.5 МБ/с.
Если сравнить данную скорость с результатами нашего
тестирования, то увидим, что обе программы подходят под данную характеристику,
но продуктивнее будет использовать программу WebcamXP 5.
4. Структура
работы лабораторной установки
Предполагается, что данная установка будет обмениваться
данными с помощью сети ethernet, а управление будет происходить с помощью
специального интерфейса. Наблюдать за экспериментом в реальном времени можно
будет с помощью веб-камеры. Принцип организации лабораторного стенда приведен
на рисунке 20.
Рисунок 20 - Принцип организации лабораторного стенда
Как уже было сказано в предыдущем разделе, реализовывать
возможность удаленного доступа мы будем с помощью двух программ: VSPE, IP to com. Возможность наблюдать
за ходом выполнения работы мы будем с помощью программы WebcamXP 5.
5. Реализация
проекта
Пока решалась проблема с настройкой доступа в сеть, на
научно-исследовательской практике было протестировано программное обеспечение
для удаленного доступа.
В ходе практики был проведен эксперимент с ГЛОНАСС / GPS терминалом, которым
можно управлять, настраивать, получать статистики в режиме онлайн по COM-порту, соединенного с
компьютером по средствам кабеля USB - COM. Целью эксперимента было проверить возможность
управления терминалом, подсоединенного к компьютеру через COM-порт, удаленно с другого
компьютера. Оба компьютера находятся в одной сети.
Для проведения эксперимента потребовалось два компьютера,
находящихся в одной сети (для этого подошла внутренняя сеть предприятия),
программа IP to COM (для соединения двух COM интерфейсов по сети), программа VSPD для создания виртуального
COM-порта на удаленном
компьютере и специальная программное обеспечения для управления ГЛОНАСС / GPS терминалом.
Сервером был назначен компьютер, к которому подсоединен
терминал.
Рисунок 21 - Открыли соединение на стороне сервера
Клиентом удаленный компьютер. Также на удаленном компьютере
был создан виртуальный COM-порт "COM1"
Рисунок 22 - Виртуальный COM-порт на стороне клиента
Рисунок 23 - IP-адрес клиента
Рисунок 24 - Соединение на стороне клиента
В результате у нас получилось удаленно подсоединиться к
терминалу, получить от него статистику и по управлять им.
Рисунок 25 - Подключение к терминалу
Цель эксперимента была достигнута.
6.
Тестирование
После того, как проблема с подключением по сети была решена,
начались тестовые испытания возможностей, которые можно применять для работы с
лабораторной установкой удаленно.
Эксперимент был проведен во время преддипломной практики.
Изначально для создания токи доступа предполагалась программа
IP to COM, но во время тестов она
вела себя не устойчиво. Как оказалось, точку доступа может создать программа VSPE. Окончательная схема
подключения стала выглядеть таким образом. Программа Virtual Serial Ports Emulator служит для того, чтобы
на стороне сервера создать точку доступа, а на стороне клиента создать
виртуальный COM порт, а IP to COM - для того, чтобы на стороне клиента установить
соединение между виртуальным COM портом и точкой доступа.
Проведен такой эксперимент: на компьютер, находящийся в
соседней аудитории и подключенный в одну сеть с ноутбуком, к которому
подключена лабораторный стенд, установлена программа CX-PROGRAMMER. Данная система поставляется
вместе с лабораторной установкой и позволяет осуществлять с микроконтроллером
следующие действия: программировать микроконтроллер, в режиме реального времени
отслеживать работу программы, загружать данные с микроконтроллера, получать
различные отчеты. После установки запустим простую программу на языке релейных
схем LD, которую записали на микроконтроллер и выполнили ее, а затем
скачали нашу программу обратно на компьютер.
С помощью следующего эксперимента удалось осуществить
управление самой установкой.
Рисунок 26 - окончательный вид установки
Создали точку доступа на стороне сервера
Рисунок 27 - Создали точку доступа в программе VSPE
Рисунок 28 - Запустили эмуляцию
Рисунок 29 - Создали виртуальный COM порт на стороне клиента
и соединились с точкой доступа
Далее в программе CX-PROGRAMMER на стороне клиента установили связь и скачали с
микроконтроллера программу, которую прежде туда загрузили локально.
Рисунок 30 - Установили связь с ПЛК
Рисунок 31 - Считали данные с ПЛК
Далее установили программу в режим мониторинга (для того,
чтобы в онлайн режиме наблюдать за тем, что происходит "внутри"
микроконтроллера, а также отдавать команды), нажали на кнопку "Пуск"
и передвинули установку сначала вперед по оси Z, а затем назад.
Так же запустим наше видеонаблюдение, чтобы видеть, что
происходит с нашей установкой. Для начала откроем программу WebcamXP 5 и запустим наш
виртуальный сервер, через который будет транслироваться видео. Интерфейс
изображен на рисунке 32.
Рисунок 32 - Запуск виртуального сервера
Откроем нашу трансляцию в браузере на другом компьютере:
Рисунок 33 - Открыли нашу трансляцию
Рисунок 34 - Запустили программу в режиме мониторинга
Рисунок 35 - Нажали на кнопку "Пуск"
Рисунок 36 - Передвинули установку вперед по оси Z
Рисунок 37 - Передвинули установку назад по оси Z
В режиме мониторинга переместили установку по различным
направлениям и за всем, что происходило мы наблюдали через окно браузера, как
показано на рисунке 38.
Рисунок 38 - Изменили положение установки
Также если пользователю удобнее за ходом эксперимента
наблюдать с мобильного устройства, то поддерживается режим отображения для
мобильного устройства.
Рисунок 39 - Режим для мобильного устройства
Также можно подключить вторую камеру и наблюдать за ходом
эксперимента через два видео устройства через специальный режим, который также
доступен как для персональных компьютеров, так и для мобильных устройств.
Цель эксперимента была достигнута: мы смогли удаленно
управлять установкой и наблюдать за ходом эксперимента в реальном времени.
Назначение переменных в программе можно посмотреть в приложении 1, код
программы можно посмотреть в приложении 2.
7.
Технико-экономическое обоснование
В организационно-экономической части будут рассматриваться
вопросы модернизации текущей лабораторной установки, организация и планирование
процесса разработки, обоснование выбранных путей решения, технико-экономическое
обоснование целесообразности проведения работ, которое включает в себя оценку
качества проекта, расчет сметной стоимости и определение технико-экономических
показателей.
7.1 Маркетинговые
исследования
И из-за роста интереса к такому виду образования, как
дистанционное обучение, многие специалисты пророчат, что в ближайшее время вузы
перейдут именно на электронное образование и откажутся от обязательного
посещения лекций в стенах университета. И по многим направлениям возможно
сделать уже сегодня.
Такие предположения связаны с развитием информационной сферы,
ведь любую, или почти любую, информацию мы сможем сейчас найти в считанные
секунда просто введя интересующий нас вопрос в окне браузера, а просмотреть
лекции можем просто, открыв их на нашем мобильном устройстве, а магистерскую
диссертацию в любом случае писать будем на персональном компьютере.
Данное направления образования развивается во всем мире и вот
списки некоторых университетов, которые специализируются именно на
дистанционном образовании и предоставляют качественное обучение:
) Государственный университет Аризоны расположен в
Соединённых штатах Америки и предлагает пройти обучение по шестидесяти девяти
программам обучения. За получение образования степени бакалавр стоимость
обучения в семестр будет составлять 5 280 долларов, за получение магистра - 5
302 долларов;
2) Массачусетский университет. Тоже расположен в
Соединённых штатах Америки и предлагает пройти обучение по шестидесяти девяти
программам обучения. За получение образования степени бакалавр стоимость
обучения в семестр будет составлять 4 015 долларов, за получение магистра - 5
390 долларов;
) Университет Энглия Раскин расположен в
Великобритании. Предлагает пройти обучение по двадцати четырем программам
обучения. За получение образования степени бакалавр стоимость обучения в
семестр будет составлять 5 400 долларов, за получение магистра - 5 500
долларов;
) Государственный университет Колорадо расположен в
Соединённых штатах Америки и предлагает пройти обучение по двадцати шести
программам обучения. За получение образования степени бакалавр стоимость
обучения в семестр будет составлять 3 850 долларов, за получение магистра - 5
500 долларов;
) Центральный университет Мичигана расположен в
Соединённых штатах Америки и предлагает пройти обучение по пятнадцати
программам обучения. За получение образования степени бакалавр стоимость
обучения в семестр будет составлять 4 257 долларов, за получение магистра - 5
610 долларов;
) Висмарский университет прикладных наук расположен в
Германии и предлагает пройти обучение по пяти программам обучения. За получение
образования степени бакалавр стоимость обучения в семестр будет составлять 5
320 долларов, за получение магистра - 5 620 долларов;
) Государственный университет Орегона расположен в
Соединённых штатах Америки и предлагает пройти обучение по двадцати девяти
программам обучения. За получение образования степени бакалавр стоимость
обучения в семестр будет составлять 2 981 долларов, за получение магистра - 5
632 долларов;
) Денверский университет расположен в Соединённых
штатах Америки и предлагает пройти обучение по шестнадцати программам обучения.
За получение образования степени бакалавр стоимость обучения в семестр будет составлять
5 885 долларов, за получение магистра - 6 281 долларов;
) Манчестерский университет расположен в
Великобритании. Предлагает пройти обучение по тридцати двум программам
обучения. За получение образования степени бакалавр стоимость обучения в семестр
будет составлять 7 100 долларов, за получение магистра - 6 333 долларов;
) Университет Норидж расположен в Соединённых штатах
Америки и предлагает пройти обучение по одиннадцати программам обучения. За
получение образования степени бакалавр стоимость обучения в семестр будет
составлять 3 025 долларов, за получение магистра - 6 776 долларов;
Далее хочется привести список с рейтингом высших учебных
заведений по версии QS TOP MBA RANKINGS. В данном рейтинге оценивала программа
дистанционного образования:
) IE Business School расположен в Испании.
Данный ВУЗ получил 67.8 баллов. За получение образования в среднем за семестр
требуется заплатить 12 000 долларов;
2) Warwick Business School расположен в
Великобритании. Данный ВУЗ получил 66.9 баллов. За получение образования в
среднем за семестр требуется заплатить 9 100 долларов;
3) Kelley School of Business, Индианский университет
расположен в Соединённых штатах Америки. Данный ВУЗ получил 66.6 баллов. За
получение образования в среднем за семестр требуется заплатить 15 300 долларов;
4) Manchester Business School, Манчестерский
университет расположен в Великобритании. Данный ВУЗ получил 65.5 баллов. За
получение образования в среднем за семестр требуется заплатить 14 200 долларов;
5) Thunderbird School of Global Management
расположен в Соединённых штатах Америки. Данный ВУЗ получил 65 баллов. За получение
образования в среднем за семестр требуется заплатить 18 800 долларов;
6) Fox School of Business and Management, Темпльский университет
расположен в Соединённых штатах Америки. Данный ВУЗ получил 55.1 баллов. За
получение образования в среднем за семестр требуется заплатить 15 700 долларов;
7) Oxford Brookes University Business School
расположен в Великобритании. Данный ВУЗ получил 53.2 баллов. За получение образования в
среднем за семестр требуется заплатить 7 200 долларов;
8) The Open University Business School, Открытый университет
расположен в Великобритании. Данный ВУЗ получил 51.3 баллов. За получение
образования в среднем за семестр требуется заплатить 9 300 долларов;
9) Jindal School of Management, Техасский университет в
Далласе расположен в Соединённых штатах Америки. Данный ВУЗ получил 50.3
баллов. За получение образования в среднем за семестр требуется заплатить 11
500 долларов;
10) Drexel LeBow расположен в Соединённых
штатах Америки. Данный ВУЗ получил 50.1 баллов. За получение образования в
среднем за семестр требуется заплатить 18 000 долларов;
В России также присутствуют университеты, которые
предоставляют услуги дистанционного образования:
) Московский университет экономики, статистики и
информатики (МЭСИ) расположен в Москве и предлагает пройти обучение по шести
программам обучения. За получение образования в среднем за семестр требуется
заплатить 16 000 рублей;
2) Московский технологический институт расположен в
Москве и предлагает пройти обучение по сорока трем программам обучения. За
получение образования в среднем за семестр требуется заплатить 17 800 рублей;
) Российский экономический университет им. Г.В.
Плеханова расположен в Москве и предлагает пройти обучение по тринадцати
программам обучения. За получение образования в среднем за семестр требуется
заплатить 45 000 рублей;
) Институт бизнеса и дизайна расположен в Москве и
предлагает пройти обучение по шести программам обучения. За получение образования
в среднем за семестр требуется заплатить 21 000 рублей;
) Академия МНЭПУ расположен в Москве и предлагает
пройти обучение по тринадцати программам обучения. За получение образования в
среднем за семестр требуется заплатить 30 000 рублей;
) Университет Синергия расположен в Москве и
предлагает пройти обучение по девяносто четырем программам обучения. За
получение образования в среднем за семестр требуется заплатить 45 000 рублей;
) МГТУ им. Баумана расположен в Москве и предлагает
пройти обучение по двум программам обучения. За получение образования в среднем
за семестр требуется заплатить 30 000 рублей;
) Государственный инженерно-экономический университет
расположен в Санкт-Петербурге и предлагает пройти обучение по четырем
программам обучения. За получение образования в среднем за семестр требуется
заплатить 25 000 рублей;
) Российский государственный социальный университет
расположен в Москве и предлагает пройти обучение по семи программам обучения.
За получение образования в среднем за семестр требуется заплатить 40 000
рублей;
) Московский институт экономики, политики и права
расположен в Москве и предлагает пройти обучение по пяти программам обучения.
За получение образования в среднем за семестр требуется заплатить 21 000
рублей;
Еще в начале двадцать первого века к дистанционному обучению
в России относились с подозрением, однако сейчас в данном направлении работают
не только высшие учебные заведения, но и открываются отдельные самостоятельные
проекты, которые не имеют никакой привязки к университету. Одним из таких
проектов стал "Интуит. Национальный открытый университет", который
производит специалистов в IT-сфере. Предоставляет как платные услуги, так и
бесплатные. По окончании обучения выдается документ об окончании.
Начало дистанционному обучению послужила 32 статья в законе
РФ от 1992 года, которая является пропуском для использования дистанционных
технологий в образовании. Но, к сожалению, в то время было не до обучения.
Однако, сейчас оно наращивает темп и уже почти в два раза
превышает скорость развития данного вида обучения в мире.
Но, по данным исследований на 2015 год, даже с учетом такого
быстрого роста Российская Федерация отсутствует в десятке лидеров по прогрессу
в данном виде обучения.
Рисунок 40 - Рейтинг развития электронного обучения в ведущих
странах мира
Если говорить о финансовых перспективах на Российском рынке,
то сейчас он оценивается в шестьдесят миллиардов рублей, и данная цифра
продолжает расти изо дня в день.
Рисунок 41 - Рост показателей на Российском рынке
дистанционного образования
Дистанционное образование сложно представить, хоть и
возможно, без применения в высших учебных заведениях, и именно они являются
основным двигателем этого направления обучения.
Рисунок 42 - Рост применения дистанционного образования в
университетах страны
Рост интереса к электронному обучению доказывает также рост
специалистов, которые заканчивают ВУЗы по этому направлению обучения. И
значения также продолжают расти. И это несмотря на то, что число университетов,
которые предоставляют услуги ДО, намного меньше от общего числа учебных
заведений для получения высшего образования.
Рисунок 43 - Рост числа студентов ДО
Если подводить промежуточные итоги, то дистанционные формы
обучения активно развиваются как в мире, так и в нашей стране, и по темпам
развития Россия опережает средние мировые показатели. Основным двигателем для
развития служат высшие учебные заведения. Наша страна обладает огромным
потенциалом для развития дистанционных технологий и только в ближайшее время
есть возможность охватить аудиторию более тридцати одного миллиона
пользователей. [9]. Но рост дальнейший рост дистанционного образования не
способен без развития популярности интернета и интернет технологий. Фондом
"Общественное мнение" (ФОМ) был проведен опрос населения в период:
осень 2015 год. По результатам которого выяснилось, что семьдесят восемь
миллиардов совершеннолетних россиянин пользуются услугами сети
"Интернет" хотя бы раз в месяц. При этом если взять все число
пользователей интернета в нашей стране, то совершеннолетних будет 67 % (жители
Крыма в данной статистике не учитываются). То есть отсюда можно сделать вывод,
что на момент опроса в нашей стране как минимум восемьдесят три миллиона
человек пользуются интернетом хотя бы раз в месяц. По оценке internetworldstats.com, в конце 2014 года в
России было 103 млн пользователей интернета, а проникновение достигло 70,5%.
Для сравнения, в среднем по европейским странам проникновение интернета к концу
2015 года оценивается в 73,5%, а в среднем по всем странам мира - 46,4%.
Рисунок 44 - Рост аудитории интернета
Основными пользователями услугами интернет соединения в нашей
стране являются пользователи молодого поколения до 45 лет и из-за того, что в
крупных городах практически каждый из них имеет доступ, рост значительно
снизился. Перспективными остаются маленькие населенные пункты (число жителей
которых меньше 500 000 человек).
Рисунок 45 - Пользователи интернет по возрасту
Перейдем к финансовой стороне исследования: а именно
стоимости доступа к сети "Интернет".
По стоимости доступа показатели в разных городах сильно
разнятся. Например, в Якутске или Новом Уренгое домашний безлимитный интернет
обойдётся в 950-1000 рублей. В Петрозаводске или Севастополе примерно такие же
условия доступа будут стоить 150-300 рублей.
Средняя по российским городам и провайдерам ставка самого
дешёвого тарифа без ограничения трафика с заявленной скоростью скачивания не
менее 3 Мбит/с в марте 2016 года составляла 404 рубля.
Ближе всего к среднероссийским показателям по стоимости и
скорости оказались города Московской области, например, Подольск, Одинцово,
Коломна. Заметно отличаются от среднероссийского уровня города Дальнего Востока
и Северного Кавказа - там дороже; а также Крым - там цены ниже, но и скорость
доступа более скромная, чем в других регионах. [10].
Рисунок 46 - Цены и скорость доступа
7.2
Организация и планирование процесса разработки
В момент, когда происходит настройка и сбор конструкции
лабораторного стенда с удаленным доступом мы должны оценить такие важные
показатели как: скорость доступа к сети "Интернет", возможность
постоянного доступа к компонентам системы и программному обеспечению, создание
и использование функций для работы с микроконтроллером, оптимизация планируемой
к созданию системы удаленного доступа. Сейчас - время, когда происходит
активное внедрение дистанционного образования в учебный процесс во многих
университетов нашей страны, и если не оказать достаточного внимания на процесс
оценки устойчивости, планирования и настройки, то это может привести к некорректной
работе системы.
При реализации данного проекта мы решаем следующие задачи:
для получения практики с реальным оборудованием студентам не придется каждый
семестр проделывать большие расстояния, в следствие чего будет экономится их
время, которое они могут потратить на изучение нового материала, больше
свободного времени будет и у преподавателя, так как ему не обязательно будет
находится в аудитории во время прохождения лабораторной работы, за счет этого
можно экономить, например, электричество, которое будет расходоваться на свет.
7.2.1
Определение состава работ и этапов
Важным вопросом в разработке лабораторного стенда с удаленным
доступом является нормирование труда разработчиков. Так как в процессе создания
проекта важно учесть все его особенности нюансы.
Также важно соблюсти все сроки по выполнению работ, а для
этого требуется грамотно рассчитать не только время, отведенное на выполнение
того или иного этапа, но и трудовые ресурсы.
Таблица 7 - Этапы и содержание работ
|
Наименование
этапа
|
Содержание
работ
|
|
Подготовительный
этап
|
Постановка
задачи. Сбор исходных данных. Обоснование критериев эффективности
разрабатываемой системы. Согласование и утверждение технического задания.
|
|
Выбор
программного обеспечения
|
Поиск
программных решений
|
|
Проектирование
|
Создание
аппаратной части
|
|
Программирование
|
Создание
программной части
|
|
Монтаж
физической структуры
|
Подключение
необходимого оборудования.
|
|
Настройка
логической структуры системы
|
Настройка ПО,
отладка и тестирование системы.
|
|
Этап
документирования
|
Отображение
результатов разработки.
|
7.2.2
Определение трудоемкости разработки
Чтобы рассчитать трудоемкость мы будем пользоваться типовыми
нормами времени для программирования электронно-вычислительной машины. Созданы
определенные нормы времени для расчета: значения указываются в человеко-днях,
рабочий день равен восьми часам, график работы - пять дней в неделю.
Расчет трудоемкости разработки производится по формуле:
чел. час (1)
где ti - трудоемкость работ по этапам проектирования;
n - количество этапов проектирования.
Большой проект удобнее распределять на этапы, трудоемкость
которых необходимо рассчитать, для этого мы будем использовать экспертные
методы определения. Для выполнения каждого пункта требуется определенное время,
установим наименьшее и наибольшее его значение. И далее используем данные
значения для расчета ожидаемого времени, определить которое мы можем с помощью
формулы:
дни (2)
Затраты времени на каждый этап разработки проекта
представлены в таблице 8.
Таблица 8 - Стадии разработки
|
Стадия
разработки проекта
|
tmin, чел. Дни
|
tmax, чел. Дни
|
Ожидаемые
затраты времени, Tож, чел. Дни
|
|
Подготовительный
этап
|
8
|
15
|
12
|
|
Выбор
программного обеспечения
|
3
|
11
|
7
|
|
Проектирование
|
40
|
45
|
43
|
|
Программирование
|
21
|
27
|
24
|
|
Монтаж
физической структуры
|
2
|
5
|
3
|
|
Настройка
логической структуры системы
|
10
|
12
|
11
|
|
Этап
документирования
|
13
|
17
|
15
|
|
Итого:
|
97
|
132
|
115
|
Количество исполнителей равно 3, а именно:
) руководитель проекта (ответственный за проект и за его
успешное завершение, занимается распределением трудовых ресурсов, несет полную
ответственность за соблюдение сроков);
) программист (программная реализация и составление
документации);
) исполнитель (реализация монтажа и тестирование системы);
Фонды времени представлены в таблице 3.
Таблица 9 - Фонды времени
|
Этапы
разработки
|
Трудоемкость,
чел. дн.
|
Исполнители
|
Доля участия %
|
Фонд времени,
дни
|
|
Подготовительный
этап
|
12
|
Руководитель
|
77
|
9
|
|
|
Программист
|
23
|
3
|
|
|
Исполнитель
|
-
|
-
|
|
Выбор
программного обеспечения
|
7
|
Руководитель
|
11
|
1
|
|
|
Программист
|
53
|
4
|
|
|
Исполнитель
|
36
|
2
|
|
Проектирование
|
43
|
Руководитель
|
21
|
9
|
|
|
Программист
|
73
|
31
|
|
|
Исполнитель
|
6
|
3
|
|
Программирование
|
24
|
Руководитель
|
2
|
1
|
|
|
Программист
|
90
|
21
|
|
|
Исполнитель
|
8
|
2
|
|
Монтаж
физической структуры
|
3
|
Руководитель
|
16
|
1
|
|
|
Программист
|
-
|
-
|
|
|
Исполнитель
|
84
|
2
|
|
Настройка
логической структуры системы
|
11
|
Руководитель
|
4
|
1
|
|
|
Программист
|
76
|
8
|
|
|
Исполнитель
|
20
|
2
|
|
Этапы
разработки
|
Трудоемкость,
чел. дн.
|
Исполнители
|
Доля участия %
|
Фонд времени,
дни
|
|
Этап документирования
|
15
|
Руководитель
|
26
|
4
|
|
|
Программист
|
74
|
11
|
|
|
Исполнитель
|
-
|
-
|
|
Всего
|
115
|
|
|
115
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 10 - Занятость в проекте
|
Должность
исполнителя
|
Занятость в
проекте, чел. дней
|
26
|
|
Программист
|
78
|
|
Исполнитель
|
11
|
|
Итого:
|
115
|
.2.3
Расчёт сметной стоимости
Существует перечень работ, которые необходимо выполнить во
время исследований. Они несут за собой некоторые затраты, сметную стоимость
которых нам требуется рассчитать.
Данные вычисления мы будем производить при помощи метода
сметных калькуляций по отдельным статьям расходов всех необходимых ресурсов. Сметная
калькуляция содержит следующий перечень статей затрат:
) материалы и комплектующие;
2) заработная плата персонала; отчисления на социальные
нужды;
3) специальное оборудование;
) накладные расходы;
) командировочные расходы;
) контрагентские расходы;
) прочие расходы;
Сметная калькуляция содержит следующий перечень затрат:
материалы, заработная плата персонала, отчисления на социальные нужды, затраты
на амортизацию, накладные расходы, прочие расходы. Проведем вычисления всех
статей затрат.
Таблица 11 - Расчет затрат
|
Материалы
|
Ед. измерения
|
Цена, руб.
|
Количество
|
Стоимость, руб.
|
|
Моноблок
"PLC Omron - CP1L"
|
шт.
|
13 440,80
|
1
|
13 440,80
|
|
Блок управления
роботом
|
шт.
|
174 560
|
1
|
174 560
|
|
РОБОТ с
платформой с датчиками
|
шт.
|
229 960,03
|
1
|
229 960
|
|
Пульт
управления роботом
|
шт.
|
34331
|
1
|
34331
|
|
Ноутбук
|
шт.
|
24 705
|
1
|
24 705
|
|
Программное
обеспечение CX-One
|
шт.
|
0
|
1
|
0
|
|
Программное
обеспечение SСАDА-система TRACE MODE
|
шт.
|
0
|
1
|
0
|
|
Комплект
кабелей и соединительный проводов
|
шт.
|
5 708
|
1
|
5 708
|
|
СНП / Вилка
|
шт.
|
31,50
|
2
|
63
|
|
USB А / USB В
|
шт.
|
1 299
|
1
|
1 299
|
|
DB-9M / USB А
|
шт.
|
335
|
1
|
335
|
|
DB-9F / Датчики
|
шт.
|
23,15
|
1
|
23,15
|
|
DB - 15/DB15F
|
шт.
|
17
|
1
|
17
|
|
DB-9F / USB В
|
шт.
|
1 961,52
|
1
|
1 961,52
|
|
DB15М/Зx - DB9M
|
шт.
|
9
|
1
|
9
|
|
DB15F/DB15M
|
шт.
|
484.32
|
4
|
1937,28
|
|
Маршрутизатор
|
шт.
|
1600
|
1
|
1600
|
|
Кабель
|
шт
|
2 599
|
1
|
2 599
|
|
Программное
обеспечение IP to COM
|
шт
|
0
|
1
|
0
|
|
Программное
обеспечение VSPD
|
шт
|
0
|
1
|
0
|
|
Итого:
|
502 548,75
|
Заработная плата персонала определяется исходя из фонда
времени каждого исполнителя и среднедневной заработной платы.
Среднедневная заработная плата каждого участника
рассчитывается по формуле:
руб. (3)
где Зм - среднемесячный заработок, руб.;
d - среднее число рабочих дней в месяце (d = 22).
Примем следующие размеры окладов для участников разработки:
руководитель - 14982 рублей, программист - 9988 рублей, исполнитель - 5984
рублей. Расчет фонда заработной платы приведен в таблице 12.
Таблица 12 - Расчет фонда
|
Исполни-тель
работ
|
Трудоемкость
чел. дни
|
ЗДН,
руб.
|
ЗОСН,
руб.
|
ЗДОП,
руб.
|
ЗКОЭФ,
руб.
|
ЗСОЦ,
руб.
|
Фонд заработной
платы, руб.
|
|
Руководитель
|
26
|
681,00
|
17706,00
|
17706,00
|
5311,8
|
12298,59
|
53 022,39
|
|
Программист
|
78
|
454,00
|
35412,00
|
28329,60
|
9561,24
|
22137,46
|
95 440,30
|
|
Исполнитель
|
11
|
272,00
|
2992,00
|
1496,00
|
673,2
|
1558,68
|
6 719,88
|
|
Итого:
|
1 407,00
|
56 110,00
|
47 531,60
|
15546,24
|
35994,73
|
155 182,5
|
Основная заработная плата ЗОСН состоит из произведения
среднедневной заработной платы на трудоемкость:
руб., (4)
где ЗДН - среднедневная заработная плата, руб.;
Т - трудоемкость, чел. дни.
Заработная плата дополнительная составляет 100% от основной
заработной платы для руководителя, 80% - для программиста и 50% для
исполнителя.
Северный коэффициент ЗКОЭФ составляет 15% от суммы
основной и дополнительной заработной платы:
руб. (5)
Отчисления на страховой взнос составляют 30,2% от суммы ЗОСН,
ЗДОП, ЗКОЭФ:
руб. (6)
Страховой взнос делится на четыре части:
1) 22% - в пенсионный фонд;
2) 5,1% - в фонд медицинского страхования;
) 2,9% - в фонд социального страхования;
4) 0,2% - на страховку от несчастного случая;
Общий фонд заработной платы представляет собой следующую
сумму:
руб. (7)
Расчет отчислений на специальное оборудование:
руб., (8)
где Цоб - стоимость оборудования (488 тысяч 597 руб.);
Ноб - отчисления на амортизацию оборудования (20% в год); tр - время работы оборудования, дней (251 дней); Тр -
число рабочих дней в году - 251 день.
В итоге получим:
руб. (9)
К накладным расходам относятся расходы на содержание работников,
не участвующих в производстве программного продукта, коммунальные платежи.
Накладные расходы берутся в процентах от основной заработной платы
(60%):
руб. (10)
руб. (11)
Расчет затрат на прочие расходы определяется в процентном
соотношении от суммы всех затрат (5%):
руб. (12)
руб. (13)
7.3.1 Смета
затрат на разработку
Смета затрат на разработку представлена в таблице 7.
Таблица 7 - Смета затрат
|
Статья затрат
|
Величина
затрат, руб.
|
В процентах от
общей суммы, %.
|
|
Материальные
затраты
|
502 548,75
|
61,22
|
|
Основная
заработная плата
|
56 110,00
|
6,84
|
|
Дополнительная
заработная плата
|
47 531,60
|
5,79
|
|
Северный
коэффициент
|
15546,24
|
1,89
|
|
Отчисления на
социальные нужды
|
35994,73
|
4,38
|
|
Специальное
оборудование
|
97719,4
|
11,90
|
|
Накладные
расходы
|
33 666
|
4,10
|
|
Прочие расходы
|
31767,06
|
3,87
|
|
Сметная
стоимость
|
820 883,78
|
100,00
|
7.3.2
Технико-экономические показатели проекта
Технико-экономические показатели проекта включают
в себя технические и экономические результаты, выявленные и рассчитанные в ходе
выполнения организационно-экономической части данного дипломного проекта.
Данные представлены в таблице 8.
Таблица 8 - Смета затрат
|
Показатель
|
Единица
измерения
|
Значение
показателя
|
|
Трудоёмкость
разработки
|
чел. - дней
|
115
|
|
Число исполнителей
работ
|
чел.
|
3
|
|
Общий фонд
заработной платы
|
руб.
|
155 182,5
|
|
Сметная
стоимость
|
руб.
|
820 883,78
|
7.4 Оценка
экономической целесообразности внедрения проекта
Основной задачей данной системы заключается в экономии
времени студентов на перемещение от дома до университета для выполнения
лабораторной работы.
Если предположить, что студент живет на границе Вологодской
области, например, в Великом Устюге, ему требуется пройти четыре лабораторные
работы, которые проходят с периодичностью раз в неделю. Это значит ему
требуется проделать в одну сторону путь раз в неделю в 470 километров, а это
приблизительно 7 часов 11 минут, то есть чтобы пройти одну лабораторную работу
ученик должен провести в пути 14 часов 22 минуты и в сумме за проезд туда и
обратно потратить 2 000 рублей.
Если учесть, что работ четыре, то общее время на дорогу
составит 57 часов 28 минут, а на проезд придётся потратить 8 000 рублей. Данное
время и деньги можно сэкономить, реализовав проект "Лаборатория с
удаленным доступом на базе робота".
7.5 Расчёт В
Msproject
Рисунок 47 - Планирование задач
Рисунок 48 - Используемые ресурсы
Рисунок 49 - Распределение ресурсов
Рисунок 50 - Использование ресерсов
Заключение
В ходе выполнения дипломного проекта была разработана
лаборатория с удаленным доступом на базе робота. При ее создании было подобрано
и настроено программное обеспечение и оборудование, необходимое для стабильной
работы системы. Все задачи, которые стояли изначально были выполнены. Проект
имеет перспективу для дальнейшего развития.
Подводя итоги можно выделить такие моменты:
˗ темпы роста дистанционного обучения в России
растут, соответственно стенды с удаленным доступом для прохождения практики
приобретают все большую актуальность;
˗ обучающийся не привязан к какой-либо местности
и может получить практические знания в другой стране, при этом не выходя из
дома;
˗ экономится большое количество времени из-за
отсутствия необходимости присутствия радом с установкой;
˗ данный лабораторный стенд полностью
работоспособен и готов к полноценному использованию;
В организационно-экономической части были рассмотрены вопросы
модернизации текущей лабораторной установки, организации и планирования
процесса разработки, обоснование выбранных путей решения, технико-экономическое
обоснование целесообразности проведения работ, которое включает в себя оценку
качества проекта, расчет сметной стоимости и определение технико-экономических
показателей.
Список
использованных источников
1. Егоров,
А.Н. Лаборатория удаленного доступа на базе робота/ А.Н. Егоров // Молодежь и
новые информационные технологии; материалы Всероссийской научно-практической
конференции молодых ученых в рамках Программы развития деятельности
студенческих объединений Череповецкого государственного университета
"РАЙОN IT" (г. Череповец, 17-18 ноября 2016) / Гл. ред. Е.В. Ершов. -
Череповец: ЧГУ, 2016. - С.180-183.
2. Vodovozov,
A. M. Remote robotic laboratory/ A. M. Vodovozov, A. N. Egorov, D. A.
Kolesnichenko // Modern informatization problems in the technological and
telecommunication systems analysis and synthesis: Proceedings of the XXII-th
International Open Science Conference. - Yelm, WA, USA: Science Book Publishing
House, 2017, р.286-290.
3. SYSMAC
CP1L/CP1: Вводное руководство / Omron, 2009. - 182 с.
. Сухачева,
А. Доступ к интернету в мире: статистика, тренды [Электронный ресурс]: инф. -
справ. система. - Режим доступа: #"897065.files/image069.gif">
Рисунок П1 - Символы, используемые в программе
Рисунок П2 - Символы, используемые в программе
Приложение 2
Программа управления лабораторной установкой
Рисунок П3 - Модуль отвечает за перемещение по оси Z и X
Рисунок П4 - Модуль отвечает за перемещение по оси Y и открытие и закрытие
захвата
Рисунок П5 - Модуль управления кнопками "Пуск" и
"Стоп"
Рисунок П6 - Модуль управления двигателями
Рисунок П7 - Модуль управления двигателями
Рисунок П8 - Модуль управления двигателями
Рисунок П9 - Модуль управления двигателями
Рисунок П10 - Модуль управления двигателями