АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 4
1 БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УЧЕТА РЕСУРСОВ 6
1.1 Технико-экономическая характеристика предметной области 6
1.2 Системы контроля и регулирования расхода ресурсов 7
1.3 Технологии для беспроводной передачи данных 9
1.4 Выводы по разделу 13
2 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ «GLOBAL WIZARD» 14
2.1 Разработка структуры системы 14
2.2 Разработка функциональной схемы 15
2.3 Разработка протоколов обмена 16
2.4 Выводы по разделу 18
3 РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ
«GLOBAL WIZARD» 19
3.1 Функциональность программного обеспечения 19
3.2 Выводы по разделу 20
4 ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗЫ ДАННЫХ СЕРВЕРА И РАЗРАБОТКА
WEB-ИНТЕРФЕЙСА 21
4.1 Разработка базы данных 21
4.2 Разработка web-интерфейса 23
4.3 Выводы по разделу 30
5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕПЦИИ И ВНЕДРЕНИЕ СОВРЕМЕННОЙ
КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ 31
5.1 Защита обмена в интерфейсе RS-485 32
5.2 Защита данных при передаче модем-сервер 40
5.3 Защита данных клиент-сервер 49
5.4 Выводы по разделу 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 54
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 55
В настоящее время в современном обществе все большее значение приобретает внедрение современных технологий во все области жизни. Только путь модернизации и использования автоматизированного учета потребления энергоресурсов и их рационального использования снижает участие человека на всех этапах, начиная от измерения и заканчивая передачей данных поставщику. С целью измерения, сбора, обработки и передачи данных, потребители и поставщики создают автоматизированные системы для учета и контроля энергоресурсов. При внедрении подобных систем организация сама контролирует свои расходы и может строить выгодные отношения с поставщиками, минимизируя свои затраты.
Большинство людей под давлением различных факторов в поисках пути перехода на новые системы, которые позволят занять лидирующие позиции на рынке, экономить и получать прибыль в сфере энергетики.
В выпускной квалификационной работе рассмотрен процесс разработки системы сбора, обработки и передачи данных энергоресурсов «Global Wizard» с полным контролем со стороны пользователя. Данная система обладает беспроводной передачей и осуществляет полный автоматизированный контроль.
Система создается с целью снижения эксплуатационных затрат за счет оптимального процесса энергоснабжения, а именно:
- сделать процесс использования ресурсов открытым и контролируемым;
- замена устаревшего оборудования;
- обеспечение безопасности функционирования объектов;
- снижение затрат человеческого труда;
- улучшения качества взаимодействия с потребителями.
Для достижения поставленных целей были выделены следующие задачи:
- разработать структуру и определить функционал системы;
- разработать программное обеспечение для элементов
непосредственно отвечающих за сбор, хранение и обработку данных;
- создать интерфейс для взаимодействия клиентов с системой;
- исследовать систему на уязвимые места, выбрать и внедрить современные методы обеспечения безопасности;
- провести тестирование блоков и ввести в тестовую эксплуатацию на объект.
В рамках поставленных задач предоставляет:
- централизованный контроль, измерение и передачу технологических параметров (токи, напряжения, мощности, уровни освещенности, режимы и время работы);
- удаленное управление объектами структуры;
- формирование данных для предоставления пользователям и разработчикам системы.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы была разработана система сбора, обработки и передачи данных о затратах и использовании энергоресурсов. Для этого первоначально были определены цели и задачи работы, исследованы технико-экономические показатели и проведен анализ аналогичных и похожих систем, применяемых в этой отрасли. Сделано обоснование выбора технологий, которые будут использоваться во время разработки.
На этапе проектирования была разработана структурная и функциональная схема системы, которые в совокупности дают понимание того, как система будет работать и какие функции выполнять. Для наладки связи между функциональными частями системы был разработан уникальный протокол обмена по интерфейсу RS-485.
Затем на языке C++ в среде Atmel Studio было разработано программное обеспечение для блока сбора и обработки, под управлением контроллера, и блока передачи данных, под управлением модема, исходя их требуемой для них функциональности.
С целью организации взаимодействия пользователей с системой была разработана база данных и web-интерфейс.
Последним этапом работы было выявление уязвимостей, выбор средств защиты от них и внедрение комплексной системы защиты в систему.
Разработанная система была введена в эксплуатацию на нескольких объектах и полностью функционирует, согласно, заявленных требований. В будущем планируются мероприятия по модернизации и улучшению системы, добавление новых функций в программное обеспечение и web-интерфейс, постоянная поддержка средств защиты. Система будет внедряться не только в организации, но и в управление освещением и энергетическими ресурсами городов.
