Файл: Реферат пояснительная записка 62 с., 27 рис., 15 источников, 5 л графического материала.pdf

41
3.2 Проектирование базы данных
Информационная модель разработанной ИАС включает в себя следующие данные:

информацию об автомобиле, его технических характеристиках, текущем и прошлых состояниях;

данные о обслуживаемом двигателе, включая его технические характеристики, диагностические показатели, настройки ЭБУ (текущие и прошлые), дефектах или неполадках в работе;

эксплуатационную информацию, описывающую режим использования автомобиля, в том числе условия эксплуатации;

сведения о работах, выполненных или предполагаемых к выполнению.
Данная модель реализована в виде логической модели «сущность-связь», представленной на рисунке 14.
На основе представленной логической модели созданы физическая модель с использованием свободно распространяемой системы управления данными MySQL 5.6 , которая:

удовлетворяет всем требованиям пользователей к информационному содержимому модели данных;

гарантирует непротиворечивость и целостность данных перед непосредственной записью их в таблицу база данных путем вызова правил модели данных;

позволяет выполнить структурирование информации, чтобы делать запросы к базе более "прозрачными" и легкими для понимания и снизить вероятность внесения некорректных данных;

соответствует типовым требованиям пользователей к производительности БД, которые начинают играть ключевую роль при больших объемах информации вопросы сохранения производительности.

42
Ри су но к
14
–
Лог ич ес кая м
од ель сущ но сть
-связь прог рамм но го к
ом пл екса

43
3.3 Алгоритмы работы программного комплекса
Техническое обслуживание автомобильной техники является разносторонним, так как определяется большим количеством причин и событий, являющихся следствием технических особенностей конструкции, в том числе и двигателя, условий и режимов эксплуатации, воздействием человека (водителя или ремонтника), механическими повреждениями и физическим износом узлов, агрегатов и систем. Поэтому выбор оптимальных решений по обслуживанию таких ответственных агрегатов как ДВС, особенно настройка его системы управления, представляет собой достаточно сложную задачу, требующую тщательного сбора и анализа диагностической и эксплуатационной информации и выбора правильных алгоритмов проведения обслуживающих процедур.
При настройке и обслуживания ДВС, применяется большое количество различных операций, в том числе и связанных с проведением процедур обработки данных. Большинство таких процедур производится по стандартным алгоритмам, описанным в технической литературе по сервисному обслуживанию автомобилей, руководствах по их эксплуатации.
Поэтому в данном разделе приведены общие алгоритмы, определяющие логику проведения обслуживания ДВС, связанную с диагностикой и настройкой его системы управления.
Так на рисунке 15 приведен общий алгоритм адаптации системы управления двигателем, используемый в работе системы для установления общего порядка проведения комплекса работ, связанных с определением и настройкой ЭБУ системы управления ДВС для достижения оптимальных показателей его работы. При этом оптимальность может рассматриваться с точки зрения одного или нескольких критериев, к которым, прежде всего, следует отнести, достижение максимальной мощности или крутящего момента ДВС, обеспечение наиболее экономичного режима его работы с минимальным расходом топлива, минимума токсичности выбросов и т.д. В общем случае, эти критерии определяются владельцем транспортного средства и определяют статические или динамические регулировки двигателя.
Представленный алгоритм определяет поэтапный процесс адаптации системы управления двигателем при обязательном проведении таких процедур, как калибровка измерительных каналов и каналов управления, промежуточный контроль показателей работы ДВС по результатам эксплуатационных и ресурсных испытаний.

44
Рисунок 15 – Алгоритм адаптации системы управления двигателя

45
Общий алгоритм проведения диагностики и работ по ремонтному и сервисному обслуживанию на основе контроля отклонений текущих показателей работы двигателя от их нормативных значений, приведен на рисунке 16. При наличии таких отклонений производится поиск причин, анализ неисправностей и решений по их устранению с использованием информационной базы знаний.
На рисунке 17 приведен алгоритм настройки ЭБУ ДВС, выполняемой по первичным требованиям к технико-экономическим показателям работы двигателя на основе пожеланий владельца автомобиля. Данный алгоритм предусматривает ввод данных об эксплуатации транспортного средства (режим работы, условия эксплуатации и т.д.), сбор диагностических данных о состоянии автомобиля и ДВС и поиск решений методом аналогий. При этом, могут быть использованы при проведении анализа варианты чип-тюнинга двигателя как по имевшей место для данного типа системы управления настройкам в прошлом, зарекомендовавшим себя с наилучшей стороны, так и варианты настроек ЭБУ конкретного автомобиля, применяемые и испытанные ранее.
После принятия решения о возможности и целесообразности новой настройки ЭБУ, проведения ее и испытаний автомобиля (тест-драйва), алгоритм предусматривает сохранение настройки, эксплуатационных результатов тест-драйва и данных диагностики. После чего алгоритм может быть повторен как с точки повторной настройки ЭБУ, так и с начальной точки алгоритма.

46
Рисунок 16 – Алгоритм проведения диагностики и ремонтных работ

47
Рисунок 17 – Алгоритм проведения настройки ЭБУ ДВС

48
4 ПРОГРАММНОЕ И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
4.1 Система управления базами данных
В качестве системы управления данными, используемой для хранения и управления данными информационно-аналитической системы технической диагностики и обслуживания
ДВС выбрана
СУБД
MySQL
5.6, которая представляет собой быстрый, многопользовательский и надежный SQL-сервер БД. SQL является наиболее известным языком структурированных запросов к БД. Функционально сервер СУБД MySQL предназначен как для различных по назначению производственных систем со средней и высокой нагрузкой, а также для встраивания в прикладное программное обеспечение широкого назначения.
Основными характеристиками, определившими выбор данной СУБД для поставленных задач ИАС технической диагностики и обслуживания автомобильных двигателей, являются следующие:

база данных MySQL представляет собой структурированную совокупность данных;

управление реляционными базами данных, то есть БД, в которой данные хранятся в отдельных таблицах, что способствует существенному выигрышу в производительности и гибкости использования;

реляционные таблицы связаны между собой отношениями, что дает возможность объединять данные из нескольких таблиц при выполнении запроса;

язык SQL структурированных запросов является самым распространенным стандартным языком, используемым для доступа к БД;

использование открытых кодов, а также, то обстоятельство, что СУБД MySQL распространяется бесплатно.
СУБД MySQL имеет следующие основные возможности:

работает на различных платформах;

поддерживает интерфейсы API для Delphi, C, C++, Java, Perl и многих других языков программирования;

является полностью многопоточной, что обеспечивает полноценную работу с несколькими процессорами;

использование специальных дисковых таблицы на основе В-деревьев со сжатием индексов;

наличие быстрых соединений на основе оптимизированного метода однопроходного мультисоединения (one-sweep multi-join);

ведение хеш-таблиц в памяти, которые применяются во время обращения к данным как временные таблицы;

наличие хорошо оптимизированной библиотеки классов, что позволяет выполнять
SQL-запросы максимально быстро.

49
4.2 Операционная система
В операционной среды, обеспечивающей совместную работу компонент программного комплекса было выбрано семейство Microsoft Windows. Данный выбор произведен по следующим причинам.

ОС семейства Windows является многозадачной средой, что позволяет пользователю одновременно работать с несколькими программными приложениями.

ОС Windows обеспечивают высокую надежность, позволяют использовать максимум различных технических средств, в том числе позволяет эффективно использовать ресурсы персонального компьютера.

ОС Windows представляют собой мультипроцессорные системы, они могут эффективно использовать распределенную память, а также дисковые пространства внешней памяти благодаря файловой системе NTFS.

Наличие мощного графического интерфейса с возможностью ведения простого, интуитивно понятного диалога с пользователем с незначительным использованием клавиатуры.

Широкий спектр разработанного под ОС Windows прикладного программного обеспечения позволяет эффективно использовать ее для разработки своих программных продуктов.

Популярность этого семейства ОС привело к практическому отсутствию проблем с поиском драйверов, офисных и дополнительных приложений.
Из современных версий ОС Windows ( рассматривались Windows 7, 8 и 10) с учетом критериев эргономичности, эффективности использования ресурсов, стоимости лицензии и других факторов выбор был осуществлен в пользу наиболее современной версии Windows
10.
4.3 Инструментальные среды проектирования
В настоящее время подходящие CASE-технологии используются для большинства процессов, выполняемых при проектировании программных систем. В результате их применения улучшается качество создаваемых программ, повышается производительность труда разработчиков ПО. В последнее время создана широкая номенклатура CASE-средств.
К ним относятся редакторы проектов, компиляторы, отладчики, средства построения систем и другие инструменты. CASE-средства обеспечивают широкую поддержку процесса разработки ПО путем автоматизации многих этапов разработки, создания и представления информации, необходимой для разработки проектной документации.
При продуманном и обоснованном использовании CASE-технологии:

повышается уровень автоматизированной поддержки процессов разработки и сопровождения ПО;

50

повышаются производительность труда, качество программной продукции;

обеспечивается соблюдение стандартов и эффективное документирование;

создается приемлемый уровень экономической отдачи от инвестиций в CASE- средства.
При проектировании ИАС технической диагностики и обслуживания автомобильных двигателей с использованием CASE-средств выполнялись работы по:

разработке модели потоков данных системы с использованием методологии DFD;

разработке модели и структуры данных.
Для выполнения данных работ были выбраны следующие CASE-средства.
1) Пакет функционального структурного моделирования AllFusion Process Modeler
(BPWin) компании Computer Associates, представляющий собой удобный инструмент моделирования с возможностью анализа, документирования и корректирования бизнес процессов, поддерживает методологии моделирования IDEF0, DFD и IDEF3.
2) Пакет моделирования данных AllFusion Data Modeler (ERWin) компании Computer
Associates, который является эффективным средством моделирования данных при проектировании БД с использованием ER-диаграмм на основе методологий IDEF1X и IE .
При выборе средств разработки был проведен анализ наиболее распространенных сред программирования для операционной системы Windows:

Microsoft Visual C++;

Microsoft Visual Basic;

Embarcadero Delphi.
Microsoft Visual C++ является популярным средством среди программистов. Она предоставляет широкие возможности по редактированию кода, отладке и документированию программ, имеет развитую библиотеку функций и объектов для работы с ОС Microsoft
Foundation Classes (MFC), поддерживает технологии работы с данными (ODBC, OLE, COM).
Все это в сочетании с эффективным и популярным языком программирования C++ делает данный продукт одним из наиболее привлекательных.
Microsoft Visual Basic представляет собой простое и удобное средство визуального программирования, в котором поддерживаются технологии работы с данными, компонентами взаимодействия с Internet, использования ресурсов операционной системы. В то же время, эта среда мало пригодна для разработки сложных прикладных программных систем и используется, преимущественно, в качестве языка для создания макросов в продуктах Microsoft Office, Microsoft FoxPro и других.
Embarcadero Delphi и пакет среды разработки Embarcadero RAD Studio являются эффективными и популярными средствами разработки, основанными на использовании технологии быстрой разработки приложений RAD. Эти продукты формируют удобную среду программирования, которая поддерживает современные технологии работы с данными, графикой и системными ресурсами персонального компьютера. Эффективный механизм работы с БД
FireDAC
является одновременно простым, удобным и достаточно эффективным

51 средством. Программные системы Delphi используют обширную библиотеку визуальных компонентов Visual Components Library (VCL).
Исходя из назначения и функций автоматизированной системы, была выбрана среда программирования
Embarcadero Delphi
XE8, которая представляет собой комбинацию нескольких важнейших технологий:

высокопроизводительный компилятор в машинный код;

объектно-ориентированная модель компонент;

визуальное (а, следовательно, и скоростное) построение приложений из программных прототипов;

локальное подключение к базам данных InterBase, Blackfish SQL, MySQL при подключении через dbExpress при наличии масштабируемых средств для построения БД.
4.4 Аппаратно-техническое обеспечение
Требования к техническому обеспечению формировались исходя из требований обеспечения надежности, эргономичности, доступности для использования малоквалифицированным пользователем, экономической целесообразности, обеспечения высокого быстродействия при выполнении обменных и аналитических операций, а также требованиям к продолжительности эксплуатации информационно-аналитической системы технической диагностики и обслуживания ДВС. Были сформулированы такие основные положения как: среднее время наработки на отказ сервера должно быть не менее 10000 часов; среднее время наработки на отказ рабочих станций должно быть не менее 4500 часов; среднее время эксплуатации аппаратного комплекса не менее 3 лет.
В результате выбор был сделан в пользу следующих конфигураций рабочей станции.
Рекомендуется следующий оптимальный состав аппаратных средств: тип процессора -
INTEL Pentium 5 или INTEL Celeron частота 2600 МГц и выше; количество оперативной памяти – 4 ГБ; объем жесткого диска – не менее 100 ГБ; сетевой адаптер – 100 Мбит/с; привод CD-ROM.
Допускается: тип процессора - INTEL Pentium 5 или INTEL Celeron частота 1233 МГц и выше; количество оперативной памяти – 2 ГБ; объем жесткого диска – не менее 60 ГБ; сетевой адаптер – 10 Мбит/с; привод CD-ROM.

52