Sistem de Management al Traficului Prin Monitorizarea Parametrilor Vehiculelor
LUCRARE DE LICENTA
Sistem de management al traficului prin monitorizarea parametrilor vehiculelor
TEMA PROIECTULUI DE LICENȚĂ
Titlul temei: Sistem de management al traficului prin monitorizarea parametrilor vehiculelor
Termen de predare: 02.09.2014
Elemente inițiale de proiectare:
2.1 Management trafic
2.2 Senzori
2.3 Monitorizare parametrii vehicul
2.4 Placa de achizitie date, LabView
Conținutul proiectului:
Memoriu justificativ (Introducere, utilitate, soluții existente etc.) Managementul traficului, IVIS(În-vehicule Intelligent System), Senzori și Traductoare(Senzori de temperatura, viteza, ploaie)
Proiectare hardware, software / analiză / calcule tehnice:
Proiectare software: Realizarea unui program LabView ce simulează managementul traficului rutier, preluarea de informatii de trafic și meteo prin intermediul unor senzori montati pe masina, transmiterea lor la un server, realizarea unui harti cu informatii din trafic și meteo.
Proiectarea unui bloc electronic (cu componente discrete sau cu circuite integrate, cu dimensionarea componentelor pasive și justificarea alegerii celor active)
3.4. Calcule de fiabilitate:
3.5. Proiectare tehnologică, instrucțiuni de operare: implementarea sistemului.
3.6. Calcule economice: deviz.
3.7. Lista materialului grafic: grafice, tabele, harti.
3.8. Lista prescurtărilor și abrevierilor: Definiții
4. Bibliografie
5. CD conținând proiectul în format Word și prezentarea PowerPoint, documentații Internet
Capitolul I :Introducere
1.1 Managementul transporturilor
Evoluția civilizației umane este strâns legată de posibilitățile de transport ale produselor activităților economice și pentru realizarea de relații tot mai strânse între diferite grupuri de oameni. S-a născut astfel, necesitatea perfecționării continue a mijloacelor de transport și crearea unor vaste rețele de transport. O dată cu inventarea automobilului și trecerea la producția de masă a diverselor tipuri de autovehicule, s-a realizat dezvoltarea rețelelor de transport rutier, care leagă între ele marile aglomerații urbane și practic toate localitățile unei țări. Centrele populate, urbane și rurale, sunt direct afectate de creșterea mobilității populației și de circulația tot mai intensă a mărfurilor.
Circulație rutieră reprezintă mișcarea generală de vehicule și persoane, concentrată pe suprafețe de teren amenajate special în acest scop, respectiv drumurile. Fenomenul circulației rutiere sau a traficului rutier se manifestă tot atât de clar pe distanțe mari, în teritorii largi, cât și în zone restrânse (orașe și alte tipuri de așezări). Ca urmare a perfecționării continue a autovehiculelor, s-a ajuns astăzi la ritmuri ridicate și proporții foarte mari de evoluție a circulației rutiere. Practic are loc o explozie rutieră.
Gradul de motorizare are tendința continuă de creștere și în celelalte țări. În România, la sfârșitul deceniului nouă erau înregistrate peste 3.200.000 de autovehicule de toate felurile (autoturisme, autocamioane, autobuze, microbuze, motorete, motociclete) și tendința de creștere a parcului s-a menținut și în ultimii ani. Nu există indici ca acest proces să se oprească. Este cunoscut faptul că limita de saturație a gradului de motorizare a unei țări este în jur de 2,5…3 persoane la un autoturism convențional. Ori, la noi în țară, mai sunt multe de făcut în acest domeniu. În primul rând este necesară dezvoltarea puternică a infrastucturii rutiere și modernizarea celei existente.
Centrele urbane și rurale sunt afectate direct de mobilitatea populației. Analiza modului în care se desfășoară traficul rutier în localități indică, indiferent de tipurile de mijloace de transport utilizate, trei faze principale de deplasare ale populației:
• alternanța zilnică a deplasării în dublu sens locuință – loc de muncă;
• vizitarea în timpul liber a zonelor administrative, comerciale, culturale, sociale și pentru contacte individuale sau în grup și ieșirile pe durate mai scurte sau mai lungi în locuri de odihnă, turism și agrement, care pot fi intra – sau extraurbane.
Aceste trei faze principale de deplasări se suprapun mai mult, mai puțin sau de loc, în timp. Fiecare însă, generează ore de vârf, perioade de vârf, în care preluarea traficului de către rețeaua stradală și cea a mijloacelor de transport se lovește de mari dificultăți. În plus la traficul rutier participă în proporții imense autovehiculele pentru transportul de mărfuri.
Perceperea simultană, globală, a fenomenului circulației rutiere dă o primă impresie de “forfotă”, de mișcare total anarhică în conținutul său, greu de controlat, coordonat, dirijat și stăpânit. În realitate, acest proces stohastic poate fi descompus pentru analiză și studiu. Această descompunere poate fi finalizată după direcțiile principale de deplasare a populației și a mărfurilor. Caracterul aparent haotic al traficului rutier provine de la faptul că însumează un număr foarte mare de particule în mișcare (autovehicule și pietoni), care efectuează deplasări foarte diverse ca scop, destinație, distanță, urgență, importanță, traseu.
Este caracteristic faptul că, în special, aglomerațiile urbane, practic sunt sufocate de prezența autoturismelor, care dispunând de o autonomie deosebită de deplasare pot satisface cele mai diverse pretenții și care, ocupă trama stradală zi și noapte, în plus un număr foarte mare de autocamioane asigură aprovizionarea cu mărfurile necesare. Mari aglomerații de autovehicule își manifestă din plin prezența pe autostrăzile lumii și pe drumurile cât de cât mai importante. Autoturismele, prin numărul lor mare și autonomia de mișcare, generează un grad extrem de ridicat de ocupare a rețelei stradale.
Considerentele principale legate de dificultățile generate de autoturisme pentru traficul rutier sunt:
• prezența în masă a autoturismelor pe teritoriul unei localități determină o gravă rîșipă de teritoriu;
• din 24 de ore ale unei zile, autoturismul circulă în medie 2 ore, restul de 22 de ore staționează, pentru aceasta, el necesită cel puțin două locuri de parcare, la domiciliul proprietarului și la locul de muncă al acestuia;
• în comparație cu orice alt mijloc de transport în comun, autoturismul ocupă, raportat la o persoană transportată, o suprafață mult mai mare a rețelei stradale: 1 autobuz ocupă în timpul deplasării aproximativ 30 m2 și transportă în medie 50 de persoane, pe când un autoturism ocupă circa 15 m2 și transportă în medie 2,5 persoane. Din această comparare rezultă o ocupare de cel puțin 10 ori mai mare a rețelei stradale de către autoturisme față de autobuze. Având în vedere manevrabilitatea autoturismelor, se poate aprecia că, la efect egal, acestea ocupă de 5 ori mai mult trama stradală.
Prezența masivă a autovehiculelor în viața de zi cu zi a omului modern a dus la manifestarea puternică a “crizei de circulație”, care se caracterizează printr-o mare rîșipă de timp și de resurse. Principalele efecte negative ale crizei de circulație sunt:
• dificultatea de a circula pe autostrăzi, marile magistrale rutiere și arterele principale ale orașelor, care poate culmina cu blocajele de circulație, până la ambuteiaje complete, care pot fi soluționate numai cu o mare rîșipă de timp;
• limitarea progresivă a vitezei medii de circulație, care în marile aglomerații urbane se reduce la 5…10 km/h, cu mult sub viteza unei biciclete;
• creșterea excesivă a consumului de combustibil a autovehiculelor la deplasarea în zone aglomerate;
• mărirea bruscă a gradului de poluare a atmosferei cu noxe chimice, sonore și pulberi;
• excesul de semne, marcaje și semnale de circulație;
• aglomerații la stațiile de alimentare, garaje, parcări și ateliere de întreținere;
• fenomenul de “scăpare”, prin care un conducător auto o dată ieșit dintr-o zonă supraaglomerată sau ambuteiaj, se duce “ca din pușcă” cu viteză excesivă.
Aceste efecte negative reprezintă factori perturbatori marcanți în traficul rutier, care se manifestă în sfera psiho – socială a conducătorilor auto și a celor care beneficiază de serviciile transportului cu autovehicule. Factori perturbatori sunt consecința contradicțiilor specifice crizei de circulație:
• contradicția dintre dificultățile circulației rutiere, care necesită manevre de mare finețe și siguranța deplină în conducere, și amatorismul pronunțat al majorității conducătorilor de autovehicule;
• contradicția dintre viteza lentă cu care se circulă în marile orașe și pe magistralele rutiere supraaglomerate și tendința omului modern de a trăi, munci și circula cu viteză mare;
• contradicția dintre marea pierdere de timp determinată de circulația supraaglomerată, întreținerea și repararea autovehiculelor și progresiva și continua lipsă de timp a omului contemporan;
• contradicția dintre nevoia omului de a se relaxa, chiar și în pauzele foarte scurte, la staționarea autovehiculului și imposibilitatea de a realiza acest lucru din cauza poluării excesive a căilor de circulație;
• contradicția dintre încordarea psihică și fizică a conducătorului auto la parcurgerea traseelor supraaglomerate și deconectarea totală la ieșirea din aceste trasee;
• contradicția dintre capacitatea limitată de recepție a omului și supraîncărcarea căilor rutiere cu marcaje, semne și semnale.
Pe de altă parte criza de circulație are și unele efecte pozitive, mai ales în planul psiho – social:
• transformă circulația rutieră într-o structură economică și socială cu caracteristici proprii, care are un rol important în desfășurarea normală a activității unei comunități;
• transformă masa conducătorilor auto într-o comunitate bazată pe asemănarea conduitei, care se manifestă ca o “mulțime” care influențează comportamentul individual;
• determină accentuarea tuturor formelor de manifestare a coeziunii sociale (contactul spațial, psihic și social);
• stabilește interacțiunea reciprocă atât între conducătorii auto, cât și între aceștia și organele administrative, care au atribuții în organizarea, coordonarea, dirijarea și controlul circulației rutiere;
• existența și extinderea circulației rutiere determină dezvoltarea sistemului de control social al circulației, care se poate realiza prin însușirea de către conducătorii auto a legislației rutiere și a tehnicii conducerii autovehiculelor și a valorilor legate de ele.
Astfel, conducătorii auto trebuie să se supună acestora constituind o normă interioară și material-socială, reflectată în obligativitatea de a respecta semnele, semnalele și marcajele rutiere.
Deci, este necesar să se acorde o atenție sporită studiului temeinic al circulației autovehiculelor în vederea cunoașterii cât mai exacte a fluxurilor rutiere între, și în, nodurile rețelelor de drumuri, pentru a putea stabili cele mai bune măsuri de programare, coordonare și control a acestui proces având o complexitate deosebită, cu efecte considerabile asupra vieții sociale și economice ale fiecărei localități mai importante, sau a fiecărei țări. Toate acestea sunt necesare pentru a asigura desfășurarea traficului rutier în condiții de siguranță sporită, pentru creșterea eficienței activitățiide transport cu autovehicule și pentru a limita pierderile de vieți omenești și rîșipa resurselor materiale.
Prin metodele managementului traficului rutier, trebuie să se asigure corelarea în limita posibilităților, a următorilor parametri mai importanți:
• mobilitatea populației;
• gradul de motorizare;
• densitatea populației în diverse zone;
• capacitate de trafic, inclusiv staționarea și parcarea autovehiculelor, pentru a asigura desfășurarea circulației rutiere în condiții ridicate de siguranță.
Corelarea mărimii fluxurilor rutiere cu capacitatea de circulație a rețelelor rutiere presupune utilizarea unor metode adecvate de achiziție, prelucrare și interpretare, dacă este posibil în timp real, a unui volum mare de date privind numărul participanților la trafic, precum și a unor instalații flexibile de achiziție, prelucrare și dirijare automată a fluxurilor de autovehicule și pietoni, asistate și conduse de microcomputere.
Traficul rutier reprezintă un sistem tipic, om – autovehicul – drum și de aceea, este necesar să se acorde o atenție corespunzătoare analizei fiecăruia din acești participanți precum și implicarea directă asupra desfășurării fluente a circulației, în condiții depline de securitate rutieră. Este deci, necesară cunoașterea funcțiunilor acestora și a modului în care se poate acționa asupra lor pentru corelarea și optimizarea desfășurării normale a circulației rutiere, în vederea asigurării eficienței maxime a transportului de persoane și bunuri cu autovehiculele.
Autovehiculele care participă la traficul rutier diferă foarte mult între ele prin destinație, particularități constructive și capacitate de trecere.
Din punct de vedere al destinației, autovehiculele se împart în:
• autovehicule pentru transportul de persoane (autoturisme, microbuze, autobuze și automobile de performanță);
• autovehicule pentru transportul de mărfuri (autocamioane și autoutilitare);
• autovehicule de tracțiune (autotractoare cu semiremorci și remorci);
• autovehicule pentru servicii auxiliare și speciale (autobasculante, autocisterne, automacarale, autosanitare etc.).
Toate aceste destinații, determină forme și dimensiuni diferite ale caroseriilor, performanțe dinamice și economice diverse, precum și capacități de trecere, de maniabilitate și stabilitate foarte diferite. De asemenea, tot în funcție de destinație, autovehiculele sunt echipate cu motoare și transmîșii foarte diverse, precum și cu alte sisteme și echipamente, care contribuie la creșterea confortului acestora și la sporirea siguranței circulației rutiere.
1.2 IVIS(In-vehicule Intelligent System)
1.2.1 Introducere
Siguranța rutieră reprezintă o preocupare a instituțiilor din domeniu datorită numărului mare de accidente înregistrate în ultima vreme în transportul rutier. Pentru a diminua efectele negative se pot utiliza o serie de măsuri atâtîn ceea ce privește siguranța pasivă (elemente de siguranțaincluseîn vehicul șiinfrastructura care ajută la mentinerea în stare normală a pasagerilor vehiculului după accident) cât și cea activă și preventivă (furnizarea de elemente de siguranța pentru evitarea accidentului).
Prin utilizarea pe scara larga a Sistemelor Inteligente de Transport (ITS) se pot salva mii de vieti omenesti, se poatereduce poluarea și se poate fluidiza traficul atat în localitati cat și pe sosele și autostrazi în afara localitatilor
Sistemele inteligente de transport cuprind o gamă largă de comunicații fără fir și fără linii bazate pe tehnologiile informației, controlului și electronicii. Atunci când sunt integrate în infrastructura sistemului de transport și chiar în vehicule, aceste tehnologii sprijină monitorizarea și administrarea fluxului traficului, reducerea congestiei, furnizarea de rute alternative călătorilor, mărirea productivității, salvarea de vieți omenești și economîșirea de timp și bani.
Figură1Asistența în conducere
1.2.2 Navigarea/Ghidarea rutieră
Un sistem de ghidare rutieră reprezinta o indicație care folosește informații despre o retea de trafic pentru a putea ajuta soferul să mergă de la sursa la destinație.
Sunt posibili mai mulți algoritmi pentru a oferi un astfel de sprijin. Unul dintre ei ar fi calcularea unei căi rutiere folosind cea mai scurtă distanță dintre locul de plecare și destinatie. Cele mai puternice sisteme folosesc o comunicație în timp real între vehicule și un centru al informațiilor din trafic pentru a putea oferi actualizări frecvente referitoare la perioadele de călătorie și blocajele de trafic.
Sistemul de navigare rutieră poate stabili rute ajutătoare pentru șoferi , iar unele dintre ele se pot reactualiza dacă condițiile de trafic se schimbă sau dacă conducătorul se abate de la ruta prestabilită.
Din această cauză este important pentru proiectantul sistemului să ofere estimări corecte de trafic, estimări care vor maximiza probabilitatea că soferiisă aibăîncredere în sistemul său de ghidare.
1.2.3Comunicarea între mașini
Comunicarea între mașini(tradusăcăși comunicarea între conducatorii vehiculelor) poate ajuta șoferiiși dispeceriisă coordoneze schimbarea unei rute în mers, să planifice noi rute, să economisească bani, să economisească combustibil.
Mai nou, Audi testează sistemul Travolution cu un număr de 15 mașini și 25 de semafoare dinIngolstadt, Germania. Sistemul Travolution a fost creat pentru economîșirea carburantului și scăderea emîșiilor de CO2. Mașinile constructorului german vor fi conectate wireless la rețeaua de semafoare ale orașului, iar computerul de bord îi va îndica șoferului viteza cu care trebuie să ruleze pentru a evita oprirea la culoarea roșie.
Când sistemul detectează culoarea galbenă a semaforului, soferul va fi atenționat de computerul de bord că trebuie să încetinească. În cazul în care sistemul detectează culoarea roșie, modulul de comunicare amplasat în mașină transmite computerului de bord timpul de care are nevoie șoferul pentru a prinde „verde” la următorul semafor.
De asemenea, prinintermediul sistemului Travolution șoferul va putea plăti tichetul de parcare sau combustibilul achiziționat. Prin implementarea acestui sistem, consumul de carburant va putea fi redus cu 0.02 litri la fiecare semafor la care automobilul este nevoit să staționeze, iar emîșiile de CO2 vor scădea cu 15 procente.
1.2.4Vizibilitate sporită
Vizibilitatea sporită se referă la îmbunătățirea vizibilității pentru condiții vitrege de trafic cum ar fi conducerea pe timp de noapte, ploaie, ceată, zăpadă sau alte capricii ale vremii.
S-a constatat că cele mai multe accidente rutiere și implicit cele mai multe victime s-au înregistrat pe timp de noapte. Cu lumini de întâlnire normală, vizibilitatea conducătorului auto este redusă la aproximativ 40 de metri. Percepția de adâncime și de culoarea noaptea este compromisă rezultând o reacție întarziată în detecția unui obstacol sau al unui pericol. Faza lungă este utilizată rareori deoarece orbește soferul autovehicululuidin față. Sporirea vizibilității pe timp de noapte se face prin utilizarea unor senzori cu infraroșu cu raza de acțiune echivalentă cu cea a fazei lungi. Senzorul cu infraroșu nu deranjează participanții din trafic deoarece este invizibil ochiului uman. Imaginea “iluminată” este prezentată conducătorului auto pe un ecran special care oferă o vizibilitate mai bună a drumului din față, sesizând alte vehicule și obstacole aflate la distanță. Astfel conducătorul poate detecta situațiile periculoase mai devreme și poate acționa mai repede pentru a le evita.
1.2.5Detecția obstacolelor
Sistemul de detecție al obstacolelor ajută soferul să prevină accidentele prin detectarea vehiculelor sau a altor pericole și prin avertizarea lui dacă o coliziune devine iminenta. Soluțiile actuale cu performanțe limitate sunt o funcție limitată a Adaptive Cruise Control, folosind informațiile obținute de la senzori radar pentru a obține avertizări acustice și vizuale. Pe viitor se estimează îmbunătățirea acestui sistem prin folosirea de senzori de rază lungă care să poate oferi informații precise și sigure.
1.2.6Sistemul Cruise Control
Odată cu creșterea numărului de mașini șiintensificarea traficului , sistemele mai vechi numai sunt folositoare. De aceea s-aintrodus Cruise Control-ul care oferă posibilitatea de a pastră viteza și totodată o distanță sigurăîn raport cu autovehiculul pe care îl urmează.
Există mai multe variante ale acestui senzor. Unele nu funcționează decât pentru anumite trepte de viteză, altele însă pot fi cuplate încădin treapta I pânăîntr-a cincea. Unele sisteme permit accelerarea peste viteza stabilită (spre exemplu într-o depășire) după care se poate lua piciorul de pe accelerație și viteza revine la valoarea selectată. La apariția unui obstacol sau când se doreste încetinirea, sistemul este decuplat imediat ce sunt acționate frâna sau ambreiajul. Spre exemplu, tempomatul oferit de Skoda pe modelele sale creează posibilitatea mentineriiîn mod automat a vitezei dorite de conducătorul auto, începând de la viteza de 30 km/h, fărăcă acesta să acționeze pedala de accelerație.Dacă viteza de rulare reală este mai mică decât valoarea vitezei memorate de către sofer, calculatorul motorului va trece la o funcție de accelerare pentru a menține viteza dorită.
Adaptive Cruise Control ne permite reglarea vitezei și menținerea să între 30 și 200 km/h. Dar aceasta se poate adapta automat în funcție de vehiculul care rulează în față automobilului. Dacă acesta din față are o viteză mai mică sistemul va frâna automat menținând o distanță suficientă pentru evitarea oricărui pericol.
Sistemul are și el limitele sale: dacă șoseaua este slab iluminată sau ceață, fum,sau ninsoarea o acoperă, nu poate opera la capacitatea să maximă și atunci trebuie să facem totul manual.
Avantaje:
În cazul drumurilor lungi, pe autostrada, sistemul este ideal pentru relaxarea soferului, care nu mai este nevoit să stea cu piciorul drept încordat, ore în sir.
Un alt mare avantaj este economia de combustibil, deoarece ordinatorul menține o viteză, fără accelerări inutile. Astfel, consumul scade. Pe de altă parte, acest accesoriu creste valoarea de revânzare a autoturismului.
Dezavataje:
Unul dintre cele mai mari dezavantaje este paradoxal legat de primul avantaj, și anume relaxarea soferului. Îndepartarea picioarelor de pedalier și relaxarea produsă de monotonie duce la scaderea vitezei de reacție în cazul apariției unui pericol.
Îndepartarea picioarelor de pedalier micșoreazăși mai mult viteza de reacție. Tocmai de aceea, pe șoselele românești, un astfel de ensor poate provoca situații grave. Să ne gândim numai enso însemna apariția unui câine sau a unei caruțe nesemnalizate pe o autostradă din Romania, noaptea, la o viteză e croazieră de 130 km/h (viteza maximă admisă pe autostradă), în condițiile în care soferul a activat cruise control și este relaxat.
1.2.7 Controlul Vitezei
Sistemul de control al vitezei avertizează șoferul când viteza prestabilită este depășită. ISA face uz de navigație prin satelit în combinație cu o hartă digitală care conține limitele de viteză. Exista diferite variante ale sistemului. Informarea sau avertizarea este o extensie relativ mică de sisteme de navigare rută pe care numeroase vehicule au deja, și va deveni mai răspândita în Europe în termen de câțiva ani.
Este de așteptat că ISC să reducă riscul de accidente, în special în combinație cu limitele de viteză dinamice.
Succesul fînal al ISC depinde de sprijinul social și politic, precum și de conducătorul auto care își păstrează libertatea de a alege să depășescă sau nu limita de viteză.
1.2.8Sistemul de păstrare a benzi
Este un sistem inteligent care poate usura acționarea direcției. Acest sistem dispune de o camera de luat vederi care monitorizează marcajele carosabilului (înfuncție de condițiile climatice și de drum).
Sistemul de Asistență Sofer pentru Păstrarea Direcției oferă posibilitatea de a alege între doua funcții:
Avertizarea ieșirii de pe traseu: Dacă se detectează posibilitatea ieșirii de pe traseu, sistemul produce un semnal de avertizare audio-vizual și dă un impuls de redirecționare a volanului.
Păstrarea direcției: Acest sistem poate produce un cuplu pentru a-i ușura șoferului redresarea mașinii.
1.2.9Roll Stability Control System(RSC)
Prin monitorizarea continuă a mișcării vehiculului precum și a mișcării pe suprafața de mers sistemul RSC frânează sau reduce viteza automat atunci când există o situație de posibilă rostogolire.
1.2.10Sistem alertășofer
DAC (Driver Alert Control) este format dintr-o cameră video, mai mulți senzori și o unitate electronică. DAC nu monitorizează șoferul, cum s-ar putea crede, ci mișcările mașinii, pe care le analizează, apreciind apoi dacă acestea ar putea fi cauzate de neatenția șoferului sau de lipsa de concentrare a acestuia. Practic, senzorii analizează mișcările mașinii (pot simți corecțiile de direcție făcute de șofer, dar și periodicitatea acestora), iar camera, pozitionatăîn partea superioară a parbrizului, monitorizează distanțele dintre mașinăși liniile de demarcație ale benzilor. Dacă acestea încep să variaze, iar senzoriiînregistrează corectări de direcție, semn că șoferul și-a pierdut din concentrare, este neatent sau, mai rău, este pe cale să ațipească, este declanșat un semnal sonor, care să atragă atenția, iar pe display-ul computerului de bord este afișat mesajul „Time for a break”. Pentru a fi cât mai eficient, sistemul tine contși de stilul de condus al șoferului, dar și de distanța care a fost parcursă pânăîn momentul în care mișcările mașiniiindică faptul cășoferul ar putea fi obosit. Totodată, computerul de bord afișeazăîn grafic, care la plecarea în calatorie conține cinci linii. Pe măsură ce timpul trece, în acelasi timp cu distanța parcursă, liniile dispar rând pe rând, pentru a-i arăta șoferului că resursele sale de atentie și concentrare scad și trebuie să se odihnească .
DAC intră în funcțiune la 65 km/h și rămâne activat atât timp cât viteza mașinii este peste 60 km/h.
Capitolul II : Sisteme de achiziție de date
2.1Generalitați și clasificări ale sistemelor de achiziții de date (SAD)
Sistemele de achiziție de date sunt sisteme complexe de supraveghere a unor procese în care intervin, de regulă, mai multe mărimi fizice. Ele realizează prelevarea, prin intermediul unor traductoare adecvate, de semnale analogice sau numerice (în funcție de natura traductorului), în scopul memorării, transmiterii sau prelucrării informației achiziționate. Memorarea poate fi facută direct sau după prelucrarea datelor, pe intervale de timp mai lungi, medii sau scurte. Transmiterea datelor e necesar a fi facută pe distanțe mai lungi sau mai scurte.
Prelucrarea informației poate consta în operații simple (comparări), până la prelucrări matematice complicate (integrări, diferențieri, medieri, calcul de transformate Fourier, etc.). Scopul prelucrării diferă de la caz la caz: comanda unui proces (industrial, militar, de cercetare), sau numai informare asupra evoluției procesului prin vizualizarea datelor. Operația cea mai importantîeste conversia analog – numerică, realizată cu unul sau mai multe circuite. În funcție de tipul aplicației mai pot fi necesare și alte circuite analogice de prelucrare.
Configurația șitipurile de circuite utilizate într-un sistem de achiziție de date – SAD – depind de o serie de factori:
rezoluția și precizia cu care se cere realizarea conversiei A/N;
numărul de canale analogice investigate;
frecvența de eșantionare pe fiecare canal;
capacitatea sistemului de prelucrare în timp real a datelor;
necesitatea condiționării (adaptării) semnalului analogic de intrare.
Datele achiziționate pot fi:
analogice (tensiuni, curenți – continue sau alternative) și reprezintă, de regulă, ieșirile unor traductoare ce supraveghează marimile care intervin în procesul condus;
numerice, provenind de la traductoare cu ieșire numerică sau de la alte echipamente implicate în desfășurarea procesului.
SAD va fi prevazut deci cu un numar corespunzator de intrări adecvate acestor date:
intrări analogice;
intrări numerice.
Altă operație frecvent întâlnităîn SAD este eșantionarea și memorarea temporară a eșantioanelor prelevate. Frecvența de esantionare se stabilește în funcție de:
spectrul de frecvență al semnalelor de intrare;
viteza de lucru a convertorului A/N;
precizia impusă procesului de prelucrare.
O frecvență minimăși care permite determinarea parametrilor statistici ai semnalului este dublul frecvenței maxime din spectrul acestui semnal. Dacă se cere ca eșantioanele prelevate să reprezinte cu suficiență precizie un semnal continuu de la intrare, fără a mai calcula valori intermediare esantioanelor prelevate, frecvența de esantionare trebuie să fie de cel putin 8…10 ori mai mare decât frecvența celei mai înalte armonici. Perioada de eșantionare nu poate fi mai mică decât timpul de conversie.
Înaintea eșantionării, semnalele analogice sunt supuse unor operații de adaptare cu sistemul de prelucrare, numite generic condiționare. Acestea pot fi:
amplificare/atenuare cu câstig programabil;
amplificare cu izolare galvanică;
comutare automată a intervalelor de măsurare;
compresie logaritmică;
filtrare;
conversie tensiune – frecvență;
conversie curent – tensiune.
2.1.1 Principalele funcții ale unei plăci de achiziție:
intrare analogică (măsurarea unui semnal, sub forma unei tensiuni electrice, provenit de la un traductor aflat în sistemul studiat);
ieșire analogică (generarea unui semnal, sub forma unei tensiuni electrice care să comande un element de acționare din sistemul monitorizat);
comunicații digitale (primirea și emiterea de valori în formă binară, reprezentând date sau coduri ale unor comenzi; comunicațiile digitale pot fi utilizate și pentru măsurări sau generări de semnale în cazul în care traductorul sau elementul de acționare au o funcționare descrisă de o stare logică binară – comutatoare cu două poziții, întrerupătoare, relee, etc);
numărare / cronometrare (primirea și emiterea de semnale în care informația este conținută în numărul de impulsuri din serie sau în frecvența acestora).
Majoritatea tipurilor de plăci de achiziție au toate cele patru funcții (plăci multifuncționale).
Factori care afecteazã calitatea semnalului digitizat
Când se mãsoarã semnale analogice cu o placã DAQ, trebuie luati în considerare urmãtorii factori care afecteazã calitatea semnalului digitizat:
intrãri simple (configurare RSE pentru placa de achizitie de tip NI DAQ USB 6008) și diferentiale (mod de configurare diferential),
domeniu,
rezolutie,
ratã de esantionare,
precizie
zgomot.
Intrãrile simple sunt toate raportate la un punct de masã comun. Aceste intrãri sunt folosite când semnalele de intrare sunt de nivel mare (mai mare de 1V), iar egãturile de la sursa de semnal la intrarea analogicã hard sunt scurte (mai mici de 2 m). Dacã nu sunt îndeplinite aceste conditii, canalele de achizitie sunt configurate înmodul diferential (fiecare intrare are referinta ei proprie de masã). Este important de amintit faptul ca intrãrile diferentiale reduc sau eliminã erorile de zgomot.
2.2 Mediul de programare LabView
2.2.1Instrumente virtuale – introducere
Programele scrise în LabVIEW sunt numite instrumente virtuale sau VI-uri, deoarece au forma instrumentelor fizice și de asemenea operațiile sunt identice cu cele ale acestora (câteva exemple de astfel de instrumente fizice ar fi osciloscopul șimultimetrul). Fiecare VI folosește funcții care manipulează intrări de la interfața cu utilizatorul sau de la alte surse și afișează aceste informații sau le transferăîn alte fișiere sau pe alte calculatoare.
Un VI are în componență urmatoarele trei elemente:
– Panoul frontal (Front Panel) ce folosește ca interfața pentru utilizator;
– Diagrama Bloc (Block Diagram) ce conține codul sursă grafic ce definește funcțiile unui VI;
– Icon-ul și conectorul – identifică VI-ul ce poate fi utilizat într-un alt VI. Un Vi utilizat într-un alt VI se numește subVI. Un subVI corespunde unei subrutine din limbajele de programare bazate pe text.
Se poate construi un Panou Frontal ce va conține o serie de controale și indicatoare, care sunt terminale interactive de intrare respectiv de ieșireîn/din VI. Controalele sunt butoane, comutatoare, ferestre de dialog și alte dispozitive de intrare.Indicatoarele sunt grafice, LED-uri și alte dispozitive de afișare.Controalele simulează dispozitivele de intrare într-un instrument și furnizează datele către diagrama bloc a unui VI. Indicatoarele simulează dispozitivele de ieșire dintr-un instrument șiafișează datele pe care le achiziționează sau le generează diagrama bloc.
După construirea panolui frontal, trebuie adaugat codul folosind reprezentarea grafica a functiilor ce controleaza obiecetele panoului frontal. Obiectele panoului frontal apar ca terminale în diagrama bloc.
Figură 9Diagrama bloc a vi-ului “acquire signal.vi”
Terminalele sunt reprezentarea tipului de date al controalelor sau indicatoarelor. Ca exemplu un terminal DBL, va reprezenta în dublă precizie un control sau indicator numeric de tip virgulă mobilă.
Exemplu de terminal de tip DBL
Nodurile sunt obiecte din diagrama bloc ce au intrari și/sau ieșiri și care execută operații când VI-ul este rulat. Acestea sunt similare cu declarațiile, operatorii, funcțiile și subrutinele din limbajele de programare bazate pe text.
Legăturile fac posibil transferul datelor în interiorul diagramei bloc.Fiecare legătură trebuie să aibă o singură sursă de date, dar se pot conecta mai multe VI-uri și funcții pentru a citi aceste date furnizate de o sursă.
Legpturile sunt de diverse culori, stiluri, grosimi înfuncție de tipul datelor ce parcurg aceste legături. O legătură care nu este realizată corect este desenată printr-o linie neagră punctată.
Structurile sunt reprezentări grafice pentru diferitele bucle și declarații de tip decizional întalnite în limbajele de programare bazate pe text. Folosirea structurilor în diagrama bloc este necesară pentru repetarea blocurilor de cod și executarea condiționată a codului sau executarea într-o anumită ordine.
După construirea unui panou frontal și a diagramei corespondente se construiesc iconul și conectorul pentru a folosi VI-ul respectiv ca subVI.Fiecare VI afișeazăun icon în colțul din dreapta sus al panoului frontal șiîn fereastra diagramei bloc.
Un icon este reprezentarea grafică al unui vi. Acesta poate conține text, imagini sau o combinație de amândouă.Dacă se foloseșteun VI ca un subVI, icon-ul identifică acel vi în diagrama bloc al vi-ului curent. Dacă se face dublu-click pe un icon, acesta se poate modifica și se poate edita.
De asemenea se poate construi un conector la folosirea unui VI ca un subVI. Conectorul este un set de terminale ce corespund controalelor și indicatoarelor unui VI, în mod similar cu lista de parametrii care sunt ceruți la apelarea unei funcții în limbajele de programare bazate pe text. Conectorul defineste intrarile și iesirile ce se pot lega la acel VI pentru a putea folosi respectivul VI ca subVI.
Cândeste vizualizat un conector pentru prima dată se poate vedea un conector model. Se poate selecta modelul dorit. Conectorul în general are un terminal pentru fiecare control sau indicator din panoul frontal. Se pot aloca până la 28 de terminale pentru fiecare conector.Dacă se anticipează nevoia unor terminale ulterioare se pot lăsa câteva terminale suplimentare neconectate.
Este recomandată folosirea a maximum 16 terminale pentru a nu reduce utilitatea și accesabilitatea unui VI.
După construirea unui VI și crearea icon-ului și conectorului, acesta se poate folosi și ca subVI.
Se poate salva un VI ca fișier sau ca un grup de câteva VI-uri ce formează împreună o bibliotecă VI (VI library).
Se poate modifica aspectul și comportamentul unui VI. De asemenea se pot construi meniuri proprii pentru fiecare VI, șise poate configura VI-ul ca să afișeze sau să ascundă bara de meniu.
2.2.2 Construirea Panoului Frontal în LabVIEW
Panoul frontal formează interfața grafică a unui VI.În general, se începe cu proiectarea panoului frontal și apoi proiectarea diagramei bloc ce trebuie să rezolve procesele privind intrările și ieșirile înși de la panoul frontal.
Construirea panoului frontal se face cu controale și indicatoare ce sunt terminale interactive de intrare și de ieșire pentru un VI. Controalele pot fi de tipul comutatoare, butoane, ferestre de dialog și alte dispozitive de intrare.Indicatoarele pot fi de tipul grafice, LED-uri și alte dispozitive de afișare.Controalele simulează dispozitivele de intrare în instrument și furnizează datele către diagrama bloc a unui VI. Indicatoarele simulează ieșirile dintr-un instrument șiafișează datele achiziționate sau generate de către diagrama bloc a unui VI.
Figură 10 Meniul pentru afisarea Paletei de controale și indicatoare
Prima operație necesară pentru dispunerea diverselor controale și indicatoare pe panoul frontal este afișarea Paletei de controale și indicatoare (a se vedea figura de mai sus în care se selectează din submeniul WINDOWS, al meniului superior, SHOW CONTROLS PALETTE).
Controalele și indicatoarele se vor selecta din Paleta de controale și indicatoare.
Figură 11 Paleta de controale și indicatoare
În figura de mai sus Paleta de controale și indicatoare are numele CONTROLS iar din meniul superior al ferestrei acestei palete se poate selecta tipul de paletăși se pot edita palete noi adaptate la nevoile utilizatorilor, cu ajutorul butonului din dreapta al meniului – OPTIONS.
Prin intermediul butonului din mijloc al ferestrei Paletei de controale și indicatoare se pot cauta toate aceste controale și indicatoare precum și diferite funcții.
Figură 12 Fereastra dedicată funcției de căutare
În figura de mai sus este prezentată fereastra de căutare pentru controale și indicatoare dar și pentru funcții. Funcțiile sunt echivalentul controalelor și indicatoarelor dar pentru diagrama bloc (totalitatea obiectelor ce pot fi adăugate de către utilizator în diagrama bloc).
Din paleta de controale și indicatoare se poate alege o subpaletă care conține diverse controale și indicatoare dintr-o anumită grupă.
În figura de mai jos este prezentată subpaleta corespunzatoare Controalelor și indicatoarelor de tip NUMERIC, precum și dispunerea în panoul frontal pentru o serie de astfel de obiecte.
Figură 13Subpaleta NUMERIC și dispunerea unor obiecte în panoul frontal
Orice obiect din clasa NUMERIC poate fi trecut din starea de control (prin care se introduc date către diagrama bloc) în starea de indicator (prin care se scot datele achiziționate sau generate de către diagrama bloc) și reciproc, din indicator în control. Acest lucru este recomandat numai la faza inițială de proiectare a panoului frontal deoarece ulterior, după proiectarea diagramei bloc, această schimbare poate genera erori în aceasta diagramă, schimbându-se sensul de transfer al datelor.
Toate obiectele din panoul frontal au un nume implicit, nume ce se păstreazăși pentru terminalul corespunzator din diagrama bloc. Acest nume, precum și alte proprietăți ale controalelor și indicatoarelor se pot schimba în funcție de dorințele proiectantului.
Controalele din clasa NUMERIC vor genera date de tip numeric către diagrama bloc, iar indicatoarele din această clasa vor fi capabile numai de afișarea datelor de tip numeric.
În figura de mai jos este prezentată subpaleta BOOLEAN precum și aspectul controalelor/indicatoarelor din această subpaletăîn panoul frontal.
Figură 14 Subpaleta BOOLEAN și dispunerea unor obiecte ale acestei subpalete în panoul frontal
Controalele din categoria BOOLEAN vor genera numai date de tip boolean (true/false) iar indicatoarele din această clasă vor fi capabile de afișarea numai a acestui tip de date. Analog cu cazul anterior se pot modifica unele proprietați ale acestor obiecte și de asemenea se poate schimba starea acestora din indicator în control și invers.
Figură 15 Subpaleta STRING & PATH
Subpaleta prezentatăîn figura de mai sus conține doua tipuri de controale, respectiv de indicatoare. Acestea pot fi de tip STRING (șir de caractere), prin intermediul cărora se pot introduce către diagrama bloc șiruri de caractere de la tastatură sau se pot afișa pe monitor astfel de date, sau de tip PATH (calea unui fisier sau director), prin intermediul cărora se poate furniza calea unui fișier de către utilizator sau se poate citi această cale.
Figură 16 Subpaleta ARRAY&CLUSTER
Paleta din figura de mai sus este folosită pentru crearea de matrici (colecție de obiecte de același tip) și clustere (colecție de obiecte de tipuri diferite) ce pot conține alte indicatoare și controale. Această paletăconține de asemenea controale și indicatoare de erori pentru clustere.
Tot în paleta prezentatăîn figura anterioară existăși controlul de tip TAB ce poate genera pagini în panoul frontal ca în imaginile din figura următoare:
Figură 17 Pagini introduse prin TAB CONTROL într-un panou frontal
2.2.3 Construirea diagramei bloc
După construirea panoului frontal, trebuie adăugat codul, folosind reprezentarea grafică a funcțiilor, necesar controlului obiectelor de pe panoul frontal. Diagrama bloc conține acest cod sursăîn format grafic.
Relația dintre panoul frontal și diagrama bloc este realizată prin intermediul terminalelor ce apar în diagrama bloc, terminale ce corespund fiecărui obiect din panoul frontal (mai puțin cele ce sunt pentru decorarea panoului frontal). În concluzie obiectele panoului frontal apar ca terminale în diagrama bloc. Prin executarea unui dublu click pe un terminal din diagrama bloc se poate localiza în panoul frontal controlul sau indicatorul corespunzator acelui terminal. Din diagrama bloc nu se pot șterge terminale, această operațiune fiind posibilă numai din panoul frontal prin ștergerea controlului sau indicatorului aferent terminalului în cauză.
Terminalele sunt porturi de intrare sau de ieșire ce permit schimbul de informații dintre panoul frontal și diagrama bloc ale unui VI. Datele ce sunt introduse prin intermediul controalelor din panoul frontal ajung în diagrama bloc prin intermediul terminalelor corespunzătoare acelor controale. După ce un VI a terminat rularea, datele de ieșire sunt direcționate către terminalele corespunzatoare indicatoarelor, de unde aceste date sunt scoase din diagrama bloc, apoi reintroduse în panoul frontal ca ulterior să apară afișate prin intermediul indicatoarelor din panoul frontal.
Obiectele unei diagrame bloc sunt: terminale, noduri și funcții. Se pot construi diagrame bloc prin conectarea acestor obiecte prin intermediul legăturilor (wires).
TERMINALE
Terminalele diagramei bloc reprezintă tipul datelor corespunzatoare controalelor sau indicatoarelor din panoul frontal. Un terminal este orice punct la care se pot atașa legături, altele decat cele către alte legături. LabVIEW are terminale pentru controale și indicatoare, terminale pentru noduri, constante și terminale specializate ale diferitelor structuri, cum ar fi terminalele de intrare și de ieșire dintr-o Formulă Node. Se pot folosi legăturile pentru a conecta unterminal și pentru a trece datele către alte terminale.
Terminalele controalelor și indicatoarelor
CONSTANTE
Constantele sunt terminale din diagrama bloc ce furnizează valori fixe ale datelor în diagrama bloc. Constantele universale sunt constante cu valoare fixă, cum ar fi “pi = 3.1415..”. Pe lângă aceste constante universale se mai pot folosi constantele definite de utilizator, ce sunt constante definite și editate înainte de executarea unui VI.
Denumirea unei constante poate fi făcută prin executarea unui click dreapta pe constanta respectivăși selectarea opțiunii VISIBLE-LABEL din meniul cu acces scurt. Constantele universale au valori predeterminate pentru denumire – eticheta (label), dar și acestea pot fi modificate.
Figură 18 Subpaleta NUMERIC și constante din diagrama bloc
În figura de mai sus este prezentată subpaleta de funcții NUMERIC precum și afișarea constantelor în diagrama bloc (sunt prezentate constante de tip numeric, șir de caractere, enumerări, constante de tip boolean, matrici sau clustere etc.)
Constantele universale sunt folosite pentru calcule sau la generarea șirurilor de caractere sau pentru căile fișierelor. LabVIEW include următoarele tipuri de constante universale:
– constante universale de tip numeric – un set de valori matematice și fizice de înaltă precizie, cum ar fi viteza luminii. Constantele universale de tip numeric sunt localizate în subpaleta FUNCTIONS-NUMERIC-ADDITIONAL NUMERIC CONSTANTS;
– constante universale de tip șir de caractere – un set uzual de șiruri de caractere neafișabile, cum ar fi TAB sau CARRIAGE RETURN. Aceste constante sunt localizate în subpaleta FUNCTIONS-STRING;
– constante universale pentru fisiere – un set uzual de valori pentru căile fișierelor, cum ar fi: Not a Path, Not a Refnum și Default Directory. Aceste constante se găsesc în subpaleta FUNCTIONS-FILE I/O-FILE CONSTANTS.
Constantele definite de utilizator se regăsesc în paleta de funcții organizate după tipul de date corespunzator și pot fi de diverse tipuri: boolean, numeric, cluster, matrice etc.
Constantele se pot crea prin executarea unui click dreapta pe intrarea unui terminal al unui VI sau a unei funcții și selectarea CREATE CONSTANT din meniul scurt sau prin selectarea paletei pentru funcțiiși alegerea paletei corespunzatoare tipului de date alocat constantei respective. Valorile unei constante definite de către utilizator nu se pot schimba în timpul rulării VI-ului care le conține.
Figură 19 Panou frontal cu diverse controale
O altă modalitate de a crea constante într-un mod foarte prietenesc pentru utilizatorul de LabVIEW este de “a trage” un control selectat din panoul frontal în diagrama bloc a VI-ului respectiv. Aceasta actiune are drept finalitate crearea unei constante de tipul controlului care a suportat acțiunea, constantă ce va avea valoarea egală cu cea generată de controlul în cauză la momentul în care s-a creat constanta.
NODURI
Nodurile sunt obiecte din diagrama bloc ce au intrări și/sau ieșiri și efectuează diverse operații în momentul în care rulează un VI. Aceste noduri se pot privi în mod analog cu declarațiile, operatorii, funcțiile și subrutinele din limbajele de programare bazate pe text. LabVIEW conține urmatoarele tipuri de noduri:
– FUNCȚII (functions) – elemente de operare comparabile cu operatorii, funcțiile sau declarațiile;
– SubVI –uri – sunt acele VI-uri folosite de către un VI în diagrama bloc și se pot compara cu subrutinele din limbajele de programare orientate pe text;
– STRUCTURI – elemente de control pentru procese, cum ar fi structuri de tip secvență (pentru executarea secvențială a codului), structuri de tip Case, bucle de tip For sau bucle de tip While;
– Noduri pentru formule (formula nodes) – structuri modificabile ce permit introducerea ecuațiilor în diagrama bloc
– Noduri pentru proprietăți – se pot atribui și găsi proprietațile unei clase;
– Noduri pentru invocări (INVOKE NODE) – execută metodele unei clase
– Noduri pentru interfața cu codul – folosite pentru apelarea codului din limbajele de programare bazate pe text.
Figură 20 Meniul rapid pentru creare unui INVOKE NODE
În figura de mai sus este prezentată modalitatea de creare a unui nod de invocare a unei metode pentru clasa respectivă, exemplul din figura de mai sus este rezultatul executării unui click dreapta pe controlul SLIDE. În urma acțiunii de creare a apărut nodul respectiv în diagrama bloc. În figura de mai jos este prezentată forma grafică a acestui nod și metodele corespunzatoare acestui obiect.
Figură 21 Selectarea unei metode a unui nod de invocare
În figură se poate observa conținutul unui nod de proprietăți, aceste proprietăți se pot modifica dinamic în timpul rularii VI-ului. Astfel proprietatea VISIBLE înfuncție de intrarea booleana TRUE sau FALSE poate face vizibil sau nu controlul slide (căruia îi corespunde acest nod de proprietăți)
2.2.4 Rularea și depanarea VI-urilor
Pentru rularea unui VI, programatorul acelui VI trebuie să lege toate subVI-urile, funcțiile și structurile ce furnizează tipuri de date ce sunt așteptate de către utilizator. Uneori un VI produce date sau ruleazăîntr-un mod pe care programatorul nu-l asteaptă. Acesta poate folosi LabVIEW pentru a configura modul în care să ruleze un VI și săidentifice problemele ce pot apăre în organizarea diagramei bloc sau problemele legate de trecerea datelor prin diagrama bloc.
RULAREA UNUI VI
La rularea un VI se execută operațiile pe care programatorul le-a proiectat pentru acel VI. Un VI poate fi rulat dacăeste apasat butonul RUN ce apare în bara de instrumente superioară. Acest buton este prezentat în figura urmatoare
Figură 22 Butonul RUN din bara de instrumente superioară
Un VI ruleazăcând se execută un click pe butoanele RUN sau RUN CONTINUOUSLY sau pe butoanele single-stepping din bara de instrumente superioară din diagrama bloc. În figura de mai jos este prezentat butonul RUN CONTINUOUSLY din bara de instrumente superioară a panoului frontal (aceste butoane apar șiîn bara de instrumente din diagrama bloc).
Figură 23 Butonul RUN CONTINUOUSLY din bara de instrumente superioară
La executarea unui click pe butonul RUN respectivul VI va fi rulat o singură dată. Rularea VI-ului se va opri după ce acesta a executat toate operațiile. La executare unui clic pe butonul RUN CONTINUOUSLY VI-ul va fi rulat în mod continuu pânăcând va fi oprit manual de către utilizator prin executarea unui clic pe butonul ABORT EXECUTION amplasat lângă acest buton (butonul ABORT EXECUTION nu este activ decât pe durata rulării unui VI, fie în modul continuu fie în cel obișnuit).
La executarea unui click pe butoanele single-stepping VI-ul va fi rulat în pasi de incrementare (la fiecare executare a unui clic pe aceste butoane se va executa o anumita operatie din diagrama bloc, și astfel se poate parcurge pas cu pas toata diagrama bloc a unui VI, respectiv se pot executa pas cu pas toate operatiile din diagrama bloc).
Este recomandata evitarea folosirii butonului ABORT EXECUTION pentru oprirea rularii unui VI. Acest lucru se poate face prin folosirea opririi prin programare, utilizand un buton în panoul frontal (buton ca va avea ca rol oprirea rularii unui VI; acest lucru se poate realiza prin intermediul unui structuri de tip WHILE ce asteapta o anumita conditie ce va fi furnizata tocmai de acest buton de oprire).
Figură 24 Submeniul VI PROPERTIES
În figura de mai sus este prezentat submeniul VI PROPERTIES prin intermediul caruia se poate alege modalitatea în care poate rula un anumit VI. Din submeniul mentionat anterior se poate selecta din CATEGORY tipul de rulare pentru respectivul VI (EXECUTION).
Figură25 Submeniul VI PROPRETIES și categoria EXECUTION
În figura de mai sus esteprezentată lista de tip pull-down din care se poate alege categoria EXECUTION pentru tipul de rulare ales de către programator.
În figura urmatoare sunt prezentate optiunile pe care le are programatorul după selectarea categoriei privind executarea respectivului VI.
Figură26 Optiunile din categoria EXECUTION
Din aceste optiuni pe care le poate modifica programatorul se poate selecta și tipul de prioritate pe care il va avea respectivul VI. Ca exemplu dacă este absolut nevoie ca un VI sa fie rulat fără ca sa se astepte terminarea unei alte operatii, VI trebuie configurat ca fiind cu prioritate de tipul TIME CRITICAL (cea mai inalta prioritate).
Corectarea VI-urilor cu erori
Dacăun VI nu poate fi rulat el este neexecutabil. Dacă el apare în acelasi format șidupăce operatiile de editare sau creare au fost terminate, respectiv au fost facute toate legaturile în diagrama bloc, atunci acel VI nu poate fi rulat.
Figură27 Formatul butonului de rulare când VI-ul este neexecutabil
Prin executarea unui clic pe acest buton sau prin selectarea din meniul superior WINDOW – SHOW ERROR LIST se poate identifica sursa acelor erori care au facut acel VI neexecutabil.
Fereastra cu lista de erori și eventualele explicatii legate de acestea esteprezentatăîn figura urmatoare.
Figură 28 Fereastra Listei de Erori
Sectiunea DETAILS descrie erorile șiîn unele cazuri sunt date recomandari pentru corectarea acelor erori. Pentru obtinerea ajutorului din partea LabVIEW pentru corectarea acestor erori se poate folosi butonul HELP.
Pentru identificarea obiectului din diagrama bloc ce determina acea sau acele erori se pot utiliza doua metode: fie prin executarea unui dublu clic pe eroarea respectiva (din lista de erori și avertizari ce apare în fereastra listei de erori), fie prin executarea unui clic pe butonul SHOW ERROR
Un alt instrument pentru depanarea și urmarirea functionarii unui VI il constituie PROBE. Acest instrument este disponibil Paleta TOOLS iar efectul acestuia se poate vedea în figura urmatoare, și consta în afisarea valorilor intermediare ale datelor din diagrama bloc.
Figură 29 Efectul instrumentului PROBE
În figura este afisata și Paleta TOOLS în care este selectat acest instrument. PROBE poate fi folosit impreuna cu functiile de executare în detaliu sau pas cu pas pentru a determina dacăși unde sunt datele incorecte.Dacă datele sunt disponibile acestea sunt imediat afisate în timpul executarii de tip single stepping sau când rularea este oprita prin intermediul instrumentului breakpoint.
Figură 30 Configurarea Instrumentului PROBE
Prin executarea unui clic dreapta pe legătură dintre doua obiecte se poate configura modul în care va apare indicatorul instrumentului PROBE.
Un alt instrument util este și BREAKPOINT care are scopul de a opri executarea VI-ului în acel punct. Instrumentul BREAKPOINT poate fi folosit pentru un VI, nod sau legătură din diagrama bloc. Dacă a fost folosit breakpoint-ul pentru o legătură rulareav VI-ului se va opri după ce datele au trecut de acea legătură. Dacăeste amplasat breakpoint-ul pe intreaga suprafață de lucru a diagramei bloc rularea se va opri după fiecare nod.
Crearea în LabView a unui program executabil
Se face intrând în TOOLS și alegând funcția Build Aplication or Shared Library(DLL). Apare apoi o fereastră unde trebuie să selectăm numele dorit. După ce facem acest lucru apăsăm butonul Build și programul devine executabil.
Figura 31Crearea în Labview a unui program executabil
2.3 Medii de transmisie a datelor – magistrale de comunicație
CAN
Magistrala CAN este un sistem de comunicație serială utilizat la bordul vehiculelor pentru a conecta sisteme componente ale vehiculului și senzori. Printre avantajele tehnologiei se numără greutatea redusă a sistemului de comunicație, ușurința în fabricare, fiabilitatea și permiterea diagnosticării cu ușurință a sistemelor, iar printre dezavantaje sunt costurile relativ ridicate și nevoia de a deține cunoștințe de specialitate atunci când se intervine asupra vehiculului pentru reparații.
Inima magistralei CAN este controlerul CAN conectat la celelalte componente (noduri) din rețea cu ajutorul a două fire de comunicație, CAN-H și CAN-L. Semnalul este diferențial, se transmite numai prin cele două fire, fără a se utiliza borna de masă a vehiculului, ceea ce permite eliminarea zgomotului datorat funcționării într-un mediu zgomotos din punct de vedere electric. Pentru transmisia datelor se folosește tehnica difuzării prin care datele care trebuie transmise sunt trimise către toate nodurile rețelei, fără a se specifica o adresă a destinatarului. Fiecare nod are un identificator unic. Deoarece toate nodurile, inclusiv unitățile de comandă, sunt conectate practic în paralel la magistrală, toate nodurile văd toate datele transmise în rețea în orice moment de timp. Un nod răspunde numai dacă în mesaj detectează propriul identificator. Acestea pot fi eliminate din rețea fără a afecta rețeaua sau celelalte noduri.
Fiecare nod este format dintr-un procesor gazdă care analizează mesajele și ia decizii, un controler CAN care administrează procesul de transmisie sau recepție a datelor, și un transceiver care convertește semnalele electrice în unele recunoscute de controlerul CAN, respectiv de magistrala de comunicație.
Mecanismul magistralei CAN este un protocol bazat pe evenimente (ETP), adică transmisia datelor are loc numai atunci când se produce un anumit eveniment, obținându-se astfel o încărcare minimă a magistralei și folosindu-se la maxim lățimea de bandă disponibilă. Deoarece există posibilitatea apariției de coliziuni în momentele în care rețeaua este utilizată pentru transmiterea a foarte multe mesaje ducând la pierderea unora din ele, tehnologia CAN folosește o metodă de acces la mediu ce elimină coliziunile, numită CSMA/CD (acces multiplu cu sesizarea purtătoarei/detecția coliziunilor).
Deoarece magistrala poate fi partajată între mai multe componente este important ca lățimea de bandă disponibilă să fie alocată mai întâi sistemelor critice de siguranță. Fiecare nod are, de obicei, atașat un număr corespunzător nivelului său de securitate. Nivelul 1 are cea mai mare prioritate (motor, frâne, airbag, etc.) urmate de unele sisteme mai puțin critice cu nivel 2 (audio, navigație) și nivelul 3 (lămpile de iluminat). Se pot folosi și trei rețele CAN separate ce permit rate de transfer diferite, conectate prin porți (gateway). Un mecanism numit de arbitrare, care funcționează la nivelul fiecărui nod, decide în funcție de valoarea nivelului de prioritate care mesaj este transmis primul. Acesta se asigură că expeditorul mesajului cu prioritate mai mică va întrerupe transmisia cel mai târziu la sfârșitul câmpului identificator.
Figura 32Sisteme conectate printre-o magistrală CAN
O rețea de tip CAN poate fi configurată să lucreze cu două tipuri de format al mesajelor (cadre): unul de bază ce cuprinde pentru identificator 11 biți și unul extins cu identificatorul format din 29 de biți. În rest cadrele mai conțin biți cu funcții specifice (de confirmare, de control, de CRC, de început sau sfârșit ș.a.) plus 0÷8 octeți de date, în total maxim 130 de biți pentru un cadru de bază și 154 de biți pentru un cadru extins. Există patru tipuri de cadre:
cadru de date, ce conține date care trebuie transmise;
cadru de cerere, prin care se cere transmisia de date de la un anumit identificator;
cadru de eroare, prin care orice nod poate anunța o eroare;
cadru de supraîncărcare, care introduce o întârziere între cadrele de date și/sau de cerere.
Tehnologia CAN dispune și de mecanisme de detecție a erorilor și anume:
eroare de aglomerare a biților, apare atunci când se detectează cel puțin 6 biți consecutivi având aceeași valoare;
eroare de bit, apare atunci când starea liniei de comunicație nu corespunde cu bitul transmis în acel moment;
eroare de CRC;
eroare de confirmare, apare atunci când se detectează absența unui răspuns la cadrul transmis;
eroare de cadru, apare atunci când structura cadrului nu corespunde standardului.
Rata de transfer a datelor depinde foarte mult de lungimea cablurilor. Astfel, se pot obține rate de transfer de 1Mbit/s pentru cabluri de până la 40m (CAN de viteză mare) și de 125kbiți/s pentru cabluri de până la 500m (CAN de viteză mică), rata de transfer continuând să scadă până la 10kbiți/s pentru lungimi de 6km. Distanța maximă pe care se poate extinde o rețea CAN este determinată de caracteristicile mediului de transmisie folosit și de consecințele principiului adoptat pentru executarea mecanismului de arbitrare.
În ceea ce privește securitatea, tehnologia în sine nu cuprinde astfel de caracteristici, mecanismele de securitate fiind necesare a fi implementate de către aplicații.
Datorită faptului că tehnologia CAN este bazată pe evenimente și datorită utilizării nivelelor de prioritate nici un nod nu va știi dacă mesajul primit a fost transmis imediat ceea ce duce la apariția unei nesiguranțe în ce privește transmiterea mesajelor critice. Soluția o reprezintă transmiterea mesajelor la intervale precise și regulate de timp, fiecărui nod fiindu-i alocat un interval de timp, similar metodei de acces la mediu numita TDMA. Protocolul astfel obținut se numește TTCAN, un protocol CAN bazat pe intervale de timp. Rețeaua de tip TTCAN are nevoie de un nod tip stăpân care să sincronizeze toate celelalte noduri trimițând periodic un mesaj de referință în care sunt specificate ferestrele de timp rezervate fiecărui nod din rețea. Fiecare nod va putea astfel transmite la un moment de timp predefinit și pentru o durată de timp fixă. În afară de timpul alocat mesajelor periodice, nodul de tip stăpân rezervă și ferestre de timp libere dedicate oricărui tip de trafic sau ferestre de timp pentru transmiterea de mesaje bazate pe evenimente(standardul CAN).
LIN
Magistrala de tip LIN este un standard de comunicație serială dedicat utilizării în arhitecturile rețelelor de la bordul vehiculelor. Este caracterizată de rate de transfer mici și este folosită ca o sub-rețea mai ieftină a magistralei CAN pentru a conecta la aceasta diverși senzori sau sisteme de acționare atunci când nivelul de performanță cerut nu este mare. Datorită costului redus face posibilă utilizarea la bordul vehiculului a mai multor dispozitive și echipamente de siguranță fără să crească substanțial costul acestuia. Aplicațiile la bordul vehiculului sunt multiple: controlul semnalizării, ștergătoarelor, climei, radio/cd-ului, scaunelor, oglinzilor, geamurilor electrice, trapei, luminii interioare, conectarea diverșilor senzori și motoare mici din motorul vehiculului ș.a..
Principala deosebire între LIN și CAN este că accesul la magistrala LIN este controlat de un nod de tip stăpân, ceea ce face ca mecanismul de arbitrare și managementul coliziunilor să nu mai fie necesare. Topologia este deci de tip stăpân/sclav, fiecare nod de tip stăpân putând fi conectat la maxim 63 noduri de tip sclav (în practică nu se recomandă depășirea unui număr de 16 noduri sclav din considerente legate de timpul de propagare al semnalului în linie și datorită sarcinilor electrice ale nodurilor conectate la magistrală.
Pentru a reduce consumul de putere, orice nod poate fi pus în starea de adormit prin difuzarea în rețea a unui mesaj. Toate nodurile de tip sclav au rolul de a transmite și recepționa mesaje, iar nodurile de tip stăpân au și sarcina suplimentară de a efectua sincronizarea rețelei. Fiecare mesaj cuprinde un identificator cu ajutorul căruia nodurile determină dacă acel mesaj le este destinat sau nu, identificatorul fiind unic pentru fiecare nod, și indică conținutul mesajului, nu destinația acestuia. O dată ce un nod a primit mesajul care îi este destinat va trimite înapoi un mesaj de confirmare. Rețeaua LIN este o rețea bazată pe intervale de timp, nodul de tip stăpân administrând transmiterea mesajelor după un tabel ce conține programări pentru fiecare nod al rețelei.
Verificarea erorilor se face prin două metode, cu ajutorul biților de paritate și a unui număr de control (CRC) care poate fi clasică, atunci când acoperă numai biții de date, sau îmbunătățită, atunci când acoperă biții de date și identificatorul. Deoarece nu există o procedură care să trateze erorile, mesajele eronate sunt considerate ca netrimise și sunt respinse, acestea fiind totuși stocate în noduri sclav specifice, putând fi citite la cerere sub formă de mesaje de diagnosticare. Nodurile LIN sunt capabile să distingă funcționările defectuoase de scurtă durată față de cele permanente și pot lua măsuri în urma verificării prin diagnoze locale proprii.
Mediul de comunicație cuprinde un singur fir, al doilea fiind borna de masă a vehiculului, reducând astfel costurile cu cablurile de comunicație și conectorii, comparativ cu tehnologia CAN. Rata de transfer maximă este de cca 20kbiți/s, datorită cerințelor de compatibilitate electromagnetică și a necesității sincronizării ceasului, pe o lungime maximă a cablurilor de comunicație de 40m, iar codarea biților ce urmează a fi transmiși prin magistrală este de tip fără întoarcere la zero (NRZ).
FlexRay
Este succesorul tehnologiilor CAN și LIN, concentrându-se pe nevoi cheie ale industriei auto: rate de transfer ale datelor mai mari, comunicații flexibile, o mare varietate de topologii ce pot fi implementate și operare tolerantă la defecțiuni. FlexRay urmărește îmbunătățirea performanțelor în timp real (întârzieri ale răspunsurilor și jitter mai mici, optimizarea accesului la magistrala de comunicații) și asigurarea redundanței pentru a putea fi încorporată în tehnologiile X-by-Wire.
Poate oferi rate de transfer de până la 10Mbiți/s utilizând topologii de rețea de tip magistrală, stea sau stea multiplă, iar utilizarea a două canale de comunicație simultan permite atât obținerea de rate de transfer de până la 20Mbiți/s cât și crearea unei rețele de comunicații redundantă, tolerantă la defectări.
Figura 33Tipuri de topologii FlexRay
FlexRay permite atât transmisii de date sincrone, cât și asincrone. Comunicația în rețea are loc pe baza unui program static predefinit, numit ciclu elementar, ce se repetă de-a lungul funcționării rețelei. Ciclul elementar cuprinde două segmente principale:
unul static bazat pe TDMA în care traficul este generat la momente de timp cunoscute, fiecare nod având alocate unul sau mai multe cadre de timp de lungimi egale. Întârzierile sunt cunoscute cu precizie, mesajele ajungând la destinație mai încet sau mai rapid, în funcție de prioritatea lor, coliziunile fiind astfel eliminate. Comunicații pot astfel fi considerate "aproape" în timp real.
unul dinamic bazat pe FTDMA în care traficul este generat de evenimente, fiecare nod putând accesa magistrala în mod dinamic în funcție de nivelul de prioritate al acestuia, determinat pe baza identificatorului acestuia conținut în mesaj. Segmentul este împărțit în mini-cadre de timp fiecare nod putând varia durata acestor cadre în funcție de cantitatea de date pe care dorește să o transmită. Se permite astfel transmiterea de mesaje spontane sau a rafalelor de date, adaptarea dinamică a lățimii de bandă și managementul mai ușor al datelor de diagnosticare. Transmiterea de date în segmentul dinamic presupune existența unui mecanism de arbitrare a accesului la mediu.
Arhitectura fiecărui nod conține un bloc controler, format din dintr-un procesor gazdă și un controler de comunicații, și un bloc driver, ce cuprinde un driver de magistrală (conectează controlerul de comunicații la magistrală) și un controler al accesului la magistrală (bus guardian). Procesorul gazdă comunică controlerului de acces la magistrală ce cadre de timp i-au fost alocate iar acesta va permite controlerului de comunicații să transmită date numai în acele cadre de timp.
Specificațiile FlexRay indică distanța maximă între două noduri ca fiind de 24m, extinderea ei fiind posibilă prin utilizarea topologiilor de tip stea activă, în care nodurile sunt conectate între ele prin intermediul unor sisteme electronice inteligente ce au capacitatea de a comuta pachetele către nodurile cărora le sunt destinate. Ca mediu de comunicație se pot folosi atât conductoare electrice cât și fibra optică.
Fiabilitatea rețelelor FlexRay atinge un nivel mare și datorită detecției erorilor la nivel de bit folosind mecanisme CRC și a erorilor de sincronizare, blocării transmisiei datelor de la un nod defect de către controlerul accesului la magistrală, și strategiei de tip nu-renunța-niciodată (never-give-up) a nodurilor prin care acestea sunt aduse într-o stare sigură după o defectare accidentală.
Capitolul III : Senzori si traductoare utilizate in sistemul de transport
3.1 Introducere
Preluarea de către om a informațiilor din lumea înconjuratoare s-a bazat, inițial, pe cele cinci organe de simț. Prin originea latină a cuvântului, senzorii ne conduc la semnificația de a o percepe, a simți șia distinge prin intermediul simțurilor umane: vederea (senzori optici), mirosul ( senzori de gaze și umiditate) , auzul ( senzori acustici și de presiune), pipăitul ( senzori termici și de presiune), gustul ( senzori de compoziții chimice).
Îngeneral omul nu se mai bazează numai pe propriile sale organe de simț, domeniul funcțiilor sale senzoriale fiind în continuă creștere datorită dezvoltării diferitelor tipuri de senzori, destinați măsurăriiși analizării diverselor fenomene.
Analiza princiipilor de realizare și a caracteristicilor senzorilor are la bază examinarea marimilor m care se pot extrage de la fenomenul supus măsurării.
Utilizând principiile termodinamicii, se arată că există marimi:
Extensive (masa, sarcina electric, polarizarea)
Intensive (potențialul electric și chimic, valoarea absolută, câmpul electric șielectromagnetic).
Fiecare marime extensivă are uncorespondentîn rândul celor intensive, iar produsul lor reprezintă energia reversibilă înmagazinatăîn material.
SENZORUL convertește mărimea de măsurat într-o altă marime ale cărei variații urmăresc fidel variațiile mărimii de măsurat.
El efectuează transformarea analogică sau digitală a marimii de măsurat într-o mărime fizică de aceeași natură sau de natură diferită, având însa calitatea de a fi mai usor măsurabilă.
Diversitatea necesitaților de măsurare, consecință a constrângerilor metrologice, economice sau operatorii, pentru același măsurând, a unor tipuri de variate.
O clasificare sumară a diferitelor tipuri de senzori se poate realiza în funcție de natura mărimii de ieșire s(m). Astfel, senzorul poate fi modelat prin:
Impedanța (R, L, C ) – senzor pasiv (parametric);
sursa de energie – senzor ( generator).
Senzorul generator furnizează la ieșire un semnal electric.
Senzorul parametric își variază impedanța sub actiunea măsurândului și are nevoie de o sursă exterioară de energie pentru extragerea unui semnal electric util a fi transmis de-a lungul lanțului de măsurare. Ansamblul ensor pasiv- sursă de alimantare este cel care creează semnalul electric ale carui caracteristici (amplitudine, frecvențș) trebuie legat de cele ale mărimii de intrare.
Traductorul este dispozitivul care face ca unei mărimi de intrare să îi corespundă, conform unei legi determinate, o mărime de ieșire.
Exemple: transformatorul de măsurare, termoelementul, electrodul de pH etc.
Traductorul poate avea în structura să unul sau mai mulți senzori, capabili de a efectua conversia mărimii de măsurat într-o altă mărime ce prezintă calitatea de a fi ușor măsurabilă.
3.2 Clasificarea senzorilor
Există mai multe criterii de clasificare a senzorilor utilizați în sistemele decomandă ale proceselor industriale:
dacă intră sau nu în contact cu obiectul a cărui proprietate fizică o măsoară, distingem:
senzori cu contact;
senzori fără contact;
după proprietățile pe care le pun în evidență:
senzori pentru determinarea formelor și dimensiunilor (pentru evaluarea în mediu de lucru);
senzori pentru determinarea proprietăților fizice ale obiectelor (de forță, presiune, de cuplu, de densitate și elastici);
senzori pentru proprietăți chimice (de compoziție, de concentrație, analizatoare complexe);
după mediul de culegere a informației:
senzorii pentru mediul extern,
senzorii pentru funcția internă,
după distanța la care sunt culese informațiile:
senzori de contact
Senzorii pot fi : acustici, mecanici, magnetici, termici, pentru radiatii, chimici, bioelectrici (preiau semnalele electrice generate de corpul uman, în general), inteligenți, virtuali. Senzorii sunt conectați la circuite de condiționare și prelucrare a semnalelor furnizate de aceștia.
3.2.1 Detectoare cu bucle inductive
De la introducerea lor in anii ’60 buclele inductive au devenit cele mai populare detectoare de vehicule. Componentele principale ale unui sistem detector cu buclă inductivă includ unul sau mai multe fire izolate îngropate într-un lăcaș puțin adânc săpat în pavaj, un cablu coductor de la cutia buclei până la lăcașul controllerului și o unitate de detector electronic așezat în cabina controllerului. Unitatea de detector electronic conduce energia prin sistemul buclei la o frecvență situată într-un interval cuprins între 10 kHz până la 200 kHz.
Sistemul buclei inductive formează un circuit electronic în care sârma buclei este elementul inductiv. Când un vehicul este oprit pe buclă sau trece peste buclă, scade inductanța buclei. Această scădere a inductanței actualizează rezultatul detectorului electronic și transmite noua valoare la unitatea controllerului, semnalizând trecerea sau prezența unui vehicul.
În ultimele două decenii detectoarele cu bucle inductive au devenit cele mai răspândite detectoare de trafic. Datele furnizate de o buclă inductivă sunt: trecerea vehiculelor, prezența acestora, numărarea vehiculelor și gradul de ocupare al benzii. De asemenea cu ajutorul sistemului detector cu buclă inductivă se pot detecta incidentele și congestionările de trafic cât și aproximările vitezei vehiculelor.
Pentru determinarea unor incidente care să reiasă din datele transmise, bucla este de obicei legată la un centru de management al transportului pentru o analiză computerizată.
Figura 34 Modelul sistemului cu buclă inductive
Beneficiile folosirii sistemului cu buclă inductivă sunt:
Atâta timp cat sunt corespunzător instalate și intreținute ILD (Inductive Loop Detector) continuă sa fie cele mai bune detectoare indiferent de vreme și de semaforizarea intersecției dintre multe aplicații;
Sunt cele mai sigure numărătoare de trafic;
Se comportă bine atât în cazul unui flux de trafic ridicat cât și in cazul unui flux scăzut de trafic în orice condiții de vreme.
Dezavantajele ar fi următoarele:
ILD (Inductive Loop Detector) poate furniza informații eronate din cauza instalării proaste conectarea greșită a cablurilor, îngropare neglijentă etc.
incapacitatea buclelor inductive de a măsura viteza. Pentru a determina viteza sunt necesare două bucle sau un algoritm implicând lungimea buclei, lungimea medie a vehiculului, timpul petrecut peste detector, dacă folosește o singură bucla;
pot fi deteriorate din cauza fulgerelor.
Numeroase automatizări de acces și control de trafic (auto) necesită detecția vehiculelor într-o anumită poziție. Pentru acestea se folosește efectul inducției electromagnetice: o masa metalică aflată în apropierea unei bobine, îi va modifica acesteia frecvența de oscilație. De regulă, bobina/bucla inductivă se realizează prin îngroparea în carosabil a unui conductor electric dispus în câteva spire. Acesta se leagă la un controler care monitorizează starea (inductanța) buclei inductive. Controlerele semnalizează când în proximitatea buclei apare o masă metalică, putând astfel monitoriza trecerea sau prezența unui vehicul într-o anumită pozitie. Printre aplicațiile uzuale sunt: activitatea și/sau protecția unei bariere, ușa de garaj, poartă, numărarea traficului auto, semaforizarea automată în obiective industriale, evitarea ciocnirilor stivuitoareîn hale, etc.
Bucla inductivă modul de instalare
Sistemul detector buclă inductivă este compus din unul sau mai multe bucle de sârmă incorporate in pavaj sau asfalt (se mai numește si element sensibil), este o îmbinare între un fir de plumb și un cablu de plumb.
Detectorii cu bucla inductivă sunt instalați în asfalt sau ciment după cum se observă in imaginile de mai jos:
Procesul de taiere
Procesul de spalare
Procesul de uscare
Punerea firului si
adâncirea acestuia in șanț
Punerea etanșatorului
pe buclă
Bucla inductivă este excitată cu semnale care au frecvența între 10 kHz și 50 kHz și funcționează ca element inductiv cuplat cu o unitate electronică. Atunci când un vehicul trece sau oprește deasupra detectorului, inductanța scade. Scăderea inductanței duce la o creștere a frecvenței oscilatorului, fapt sesizat de unitatea electronică ce trimite un impuls controlerului, indicând prezența unui vehicul. Inductanțele uzuale sunt cuprinse între 20 si 200 µH.
Fluxul magnetic generat este uniform de-a lungul buclei, cu excepția porțiunilor din capete. Intensitatea câmpului magnetic este:
unde: H=intensitatea câmpului magnetic [A/m]
N= numărul de spire
I=intensitatea curentului electric (A)
L=lungimea conductorului [m]
Pe baza formulei de mai jos se poate determina lungimea exactă a vehiculului:
unde:
V=viteza stabilită anterior
= momentul începerii detecției pentru detectorul i, în m/s
=momentul terminării detecției pentru detectorul i, în m/s
Un alt mod de calcul al vitezei, din volum și gradul de ocupare este:
V=Cunde C=coeficient de calibrare, determinat experimental.
Densitatea de vehicule:
Viteza=K*
K=) unde:
K=densitatea de vehicule
N=numărul de vehicule detectate în perioada de timp, T
T=perioada de timp, în ore
=viteza vehiculului detectat i
3.2.2 Senzori și traductoare pentru temperatură
Măsurarea temperaturii
Termocuplu
Se bazează pe efectul termoelectric care spune că la atingerea a două metale cu proprietăți electrice diferite apare între ele o diferență de potențial, numită diferență de potențial de contact. Ea variază de la câțiva milivolți la ordinul volților, în funcție de metalele folosite. Această diferență de potențial este accentuată de temperaturile la care sunt joncțiunile termocuplului.
Termocuplul se compune din două fire din metale diferite, numite termoelectrozi, sudate la un capăt 1. Capătul sudat se numeste sudura caldă, iar celelalte capete 2 și 3, numite capete libere ale termocuplului, se leagă prin conductoarele de legătură c la aparatul electric pentru masurarea forței termoelectromotoare. Legăturile dintre capetele libere și conductoarele de legătură constituie sudura rece. Temperatura sudurilor reci trebuie menținută la o valoare constantă.
Figură 5 Termocuplul
Deoarece termoelectrozii au o lungime maximă de 200 cm, din care 2/3 intră în cuptorul în care se măsoară temperatura, sudura rece se va găsi totdeauna în apropierea cuptorului. Acesta fiind la temperatură ridicată, degajă căldura și creeaza în jurul lui o temperatură mai ridicată decât a camerei și variabilă în timp. Rezolvarea acestor probleme create de temperatura înaltă din jurul termocuplului se poate face prin prelungirea termoelectrozilor cu alte conductoare de aceeași natură, în general chiar din același material. În felul acesta la contactul dintre conductoarele de prelungire și firele termocuplului nu se formează un termocuplu, deci nu ia naștere forță termoelectromotoare. Aceste fire se numesc cabluri de compensare și sunt complet separate de termocuplu, legătura executându-se numai la montarea termocuplului. Cablul de compensare are rolul de a muta sudura rece din apropierea cuptorului într-un loc cu o temperatura mai constantă. Sudura rece se va forma acum la legătura dintre cablul de compensare și cablul de legătură.
În cazul în care contactele(joncțiunile) termocuplui sunt menținute la aceeași temperatură forța electromotoare rezultantă este egală cu zero. Dacă contactele termocuplului au temperaturi diferite, în circuit apare o forță electromotoare direct proporțională cu diferența dintre temperaturile joncțiunilor și este dată de relația :
E = α(t1 – t2) + β(t12 – t22)
unde: – α și β sunt constantele metalelor din termocuplu;
– t1 și t2 indică temperaturile la care este supus termocuplul.
Pentru un interval mic de temperatură, variația forței electromotoare este aproximativ liniară, astfel poate fi citită cu un milivoltmetru.
Termocuplul este caracterizat de sensibilitate care este exprimată de relația:
s = ΔE/Δt
unde: ΔE este variația forței termoelectromotoare în intervalul de temperatură Δt
Dacă se ia Δt = 1 oC rezultă că s = ΔE, astfel sensibilitatea unui termocuplu este egală cu variația forței termoelectromotoareatunci când temperature variază cu 1 oC.
Termocuplele sunt utilizate la măsurarea temperaturilor în funcție de tip în intervalul –258oC ÷ 2100 oC.
Pentru temperaturi cuprinse între -258oC și 0 oC se utilizează termocuplu aur-argint, pentru domeniul 0oC – 800 oC cele mai folosite sunt cupru-constantan, nichel-fier, nichel-platină.
În gama 800oC – 1600 oC se folosesc termocuplele platină-platină+rodiu, care sunt folosite și ca termocuple etalon datorită sensibilității foarte bune și stabiltății în timp.
Pentru temperaturi mai înalte sunt folosite termocuple de cărbune-carbură de siliciu care suportă temperaturi de 1800oC și termocuple de wolfram-molibden care suportă 2100 oC.
Senzor cu fibre optice fluorescent pentru măsurarea temperaturii
Senzorul de temperatură cu fibre optice este alcătuit dintr-o sursă optică, o sondă de temperatură cu fibre optice și blocul de detecție și prelucrare electronică a semnalului.
Figură 6 Structura senzorului
Sursa optică produce radiație optică care excită cristalul de rubin. Aceasta este preluată printr-o fibră optică a sondei și lăsată asupra cristalului de rubin. Radiația generatăprin fluorescență este colectată de cea de a doua fibră optică a sondei și este ghidată de detectorul optic din blocul de detecție și prelucrare, unde este transformatăîntr-un semnal electric analogic, prelucrat în continuare pentru extragerea informației metrologice.
Din punct de vedere al fenomenului de fluorescență, rubinul are comportarea unui convertor de ordin 1 : un salt treaptă al radiației luminoase incidente în banda albastră sau verde , i(t) :
i (t) = A ∙ l(t)
determină o variație exponențială a radiației roșii emisă prin fluorescența în liniile R, f(t) :
Senzorul de temperatură folosește pentru determinarea constantei de timp a fluorescenței metoda sudiului în timp. Sursa optică emite un flux luminos modulat tdreptunghiular care excită cristalul de rubin. Blocul de prelucrare electronică extrage din semnalul detectat componenta exponentialăși o prelucrează, rezultand un interval de timp proportional cu constanta de timp a fluorescentei.
Sursa optică este o diodă electroluminiscentă (LED) care emite înbanda verde, cu lungimea de undă centrală de 565 nm și o largime de bandăde emisie 80 nm, centrată pe lungimea de undă centrală. Dioda este alimentată de un generator de curent comandat, care injectează un curent de 80 mAîn palierul superior al undei dreptunghiulare. Comanda generatorului de curent este realizată de un oscilator treptunghiular cu factorul de umplere 50 % și cu nivelul de ieșire TTL, a cărui frecvență a fost fixată la 35 Hz. Valoarea frecvenței de oscilație a fost aleasă încat să se permită obținerea regimului stabilizat pentru semnalul de fluorescență.
Sonda de temperatură este alcatuită din doua fibre optice de aproximativ 1,5 m fiecare, echipate la câte un capăt cu conectoare din plastic și lipite cu capetele de aceeași parte a unui cristal de rubin. Inainte de lipire, pe o porțiune de aproximativ 5mm s-a departat cămașa de protecție a fibrei și capetele astfel pregătite au fost fixate împreună cu un tub termocontractil. Pentru lipirea fibrelor de cristal s-a folosit adeziv optic. Ansamblul astfel realizat a fost învelit intr-o folie reflectorizantăîn scopul măririi semnalului receptat de fibra colectoare și apoi înglobat în rașină epoxidică( ARALDITE) pentru rigidizarea ansamblului.
Figură 7Sondă de temperatură cu fibră optică
3.2.3 Traductoare de viteză
Noțiuni fundamentale :
Viteza, prin definiție, este o mărime vectorială. Dacă direcția (suportul) de deplasare a corpului în mișcare este dată, atunci traductoarele de viteză furnizează un semnal care reprezintă modulul vitezei și uneori sensul acesteia.
Viteza liniară a unui punct material în mișcare pe o dreaptă la momentul t este dată de relația :
Pentru un interval de timp t, suficient de mic (astfel încât viteza să poată fi considerată constantă) viteza liniară se poate exprima prin :
unde : Δx este distanța parcursă pe dreaptă de punctul material în intervalul de timp Δt , considerând mișcarea uniformă.
În cazul unui punct material în mișcare circulară, viteza unghiulară la momentul t va fi :
unde : este poziția unghiulară a punctului material la momentul t față de origine. Pentru intervalul de timp Δt suficient de mic, astfel încât viteza unghiulară să poată fi considarată constantă, aceasta se exprimă prin relația :
Δφ – măsura unghiului parcurs (" măturat ") de raza vectoare în timpul Δt.
Principii și metode utilizate în măsurarea vitezei
a) Măsurarea vitezei (liniare sau unghiulare) prin intermediul distanței parcurse într-un interval de timp dat.
– Se marchează pe traiectoria mobilului, repere situate la o distanță constantă și relativ mică între ele, notate cu Δx respectiv Δφ.
Considerând un interval de timp cunoscut, suficient de mare, astfel încât mobilul să treacă prin dreptul mai multor repere ( i ) – distanța parcursă de mobil în acest timp va fi :
,
respectiv, unghiul parcurs în cazul mișcării circulare va fi :
;
Viteza liniară a mobilului se exprimă prin:
unde iar i este numărul de repere.
Viteza unghiulară se exprimă prin :
unde
Rezultă că operația de măsurare a vitezei constă în determinara numărului i.
b) Cronometrarea timpului de parcurgere a unei distanțe date.
Considerând pe dreapta ( pe suportul) pe care se deplasează mobilul, două repere fixe situate la distanța L0 (cunoscută), viteza mobilului se poate determina prin măsurarea intervalului de timp în care mobilul parcurge distanța L0 dintre cele două repere. Se obține :
Analog se detrmină viteza unghiulară, considerând cele două repere pe circumferința pe care se deplasează un punct material solidar cu mobilul aflat în mișcare de rotație:
;
unde -este unghiul la centru determinat de cele două repere, iar t – timpul în care mobilul parcurge arcul dintre cele două repere.
Un exemplu de traductor pentru măsurarea vitezei liniare, bazat pe principiul menționat anterior, este prezentat în cele ce urmează.
c) Legea inducției electromagnetice.
Tensiunea electromotoare indusă pe o curbă închisă (C) nedeformabilă, din material conductor, este egală și de semn contrar cu viteza de variație în timp a fluxului magnetic printr-o suprafață oarecare, Sc , care se sprijină pe curba c :
unde: este inducția magnetică, iar – elementul de arie.
În cazul unei bobine cu N spire, fluxul total prin bobină va fi de N ori mai mare decât fluxul printr-o spiră:
,
iar tensiunea electromotoare indusă în bobină va fi:
În aplicațiile industriale, mișcarea de translație se obține dintr-o mișcare de rotație. Cunoscând viteza unghiulară ω, a unui disc de rază r, viteza liniară (pe direcția tangentei) la periferia discului va fi :
Aceasta relație arată proporționalitatea vitezei liniare cu cea unghiulară.
Întrucât traductoarele de turație sunt mai ușor de realizat decât traductoarele de viteză liniară, în aplicațiile industriale, cele mai utilizate sunt traductoarele de turație. Excepție fac cazurile în care măsurările de viteză liniară sunt obligatorii (în cazul benzi transportoare, laminoare etc).
Capitolul IV : Proiectarea sistemului
În multe aplicații controlul unor echipamente și/sau monitorizarea unor parametrii ai acestora de la distanță este necesară în scopul creșterii eficienței activităților de întreținere. Tehnologii de ultima oră în telecomunicații pot fi folosite, care permit comunicarea cu locații îndepărtate fără a fi nevoie de legături de date clasice, pe fir. Tehnologia GPRS (General Packet Radio Switched) este una din principalele metode de realizare a schimbului de date cu locațiile îndepărtate.
Aplicația:
– Monitorizarea de parametrii de bordși de traficpe diferite zone;
– Toate procedurile de măsurare și monitorizare a parametrilor se efectuează prin sisteme de transmisii de date GPRS.
Parametrii de monitorizat:
Parametrii meteo: -temperatura;
Parametrii de trafic: -viteza;
-flux de trafic;
-alte informații;
4.1 Schema generală. Funcții
Figură31Schema generală a sistemului
4.2 Schema bloc
Figură32Schema bloc
Rolul blocurilor:
OBU= On Board Unit
AMU= Afișare Monitorizare Unit
Senzorii au rolul de a prelua informații din mediul exterior, de a le converti în mărimi electriceși de a le transmite mai departe la “Achiziție date”.
Blocul de “Achiziție de date” preia informațiile de la senzori.Aici aceste informații sunt citite și analizate, apoi sunt transmise mai departe.
Blocul “Procesare locală” preia informațiile electrice. Începe formarea mesajului care cuprinde toate variabilele preluate de senzori despre temperatură, precipitații, viteză etc. Mesajul gata format este este transmis pentru a putea fi afișat și apoi transmis prin GPRS/SMS la AMU unde este prelucrat în blocul “Prelucrare centrală”. După prelucrarea finală se formează un mesaj ce conține informații despre zonă și condițiile meteo și de trafic. Acest mesaj este retrimis spre toate OBU-rile pentru a putea știi condițiile din toate zonele.
Serviciu de transfer pe pachete de date (GPRS) este o metodă nouă de transfer de date adaugată serviciului GSM care permite ca informația să fie trimisă și primită de-a lungul unei rețele de telefonie mobilă. Complementează transferul de date rapid (CSD) și SMS-ul. GPRS-ul nu are legatură cu GPS (Sistemul Global de Pozitionare), un acronim asemănator care este des folosit în contextele mobile. GPRS are câteva trăsături unice, care pot fi rezumate după cum urmează:
Viteza
Vitezele maxime teoretice până la 171.2 kilobiți pe secundă (kbps) sunt obținute cu ajutorul GPRS-ului folosind opt căi de acces în același timp. Acest fapt face ca GPRS-ul să fie de trei ori mai rapid decât viteza de transmisie posibilă pe rețelele de comunicații din ziua de astăzi și de zece ori mai rapid decât serviciile de transfer de date rapid (CSD) pe rețelele GSM.
Conectarea imediată
GPRS facilitează conectările imediate adică informația poate fi trimisă sau primită imediat ce apare o necesitate. Nu este nevoie de conectare prin dial-up. De aceea ne referim cateodată la utilizatorii GPRS ca fiind "întotdeauna conectați". Viteza este una dintre avantajele GPRS-ului în momentul în care este comparat cu CSD. Viteza mare și conectarea imediată este o trasatură foarte importantă pentru aplicațiile în timp critic.
4.3 Mesaj generat de OBU
Header info zonă info temperatură alte informații
Adresa OBU info segment info trafic info viteză info blocaj
Figură 33 Structura mesajului generat de OBU
Header-ul este reprezentat pe 10 biți, reprezentând un cod pentru fiecare autovehicul în parte.
Temperatura este situată între -20°C ÷ 60°C
Pentru a putea transmite temperatura este necesar să o transformăm din zecimal în binar. La un interval de 80 de grade este necesar transpunerea lor pe 7 biți.
Cifra 0 cu care începe fiecare grup de biți semnifică o temperatură pozitivă. Cifra 1 arată o temperatură negativă.
Exemplu:
0011011 arată o temperatură de 27°C
1000101 reprezintă temperatura de -5°C
Tabel 1Tabel temperaturi
Blocajul se va reprezenta într-un bit, fiind suficient pentru a simula prezența in trafic:
Tabel 2Tabel blocaj
Viteza va fi reprezentată pe 2 biți în felul urmator:
Tabel 3Tabel pentru viteză
Alte informații se referă la faptul dacă pe drumul pe care se află un vehicul, se efectuează lucrari de întreținere sau de reparație, dacă sunt prezente gropi în asfalt, dacă se află polițist în intersecție.
Tabel 4Tabel informații suplimentare
Tabel 5Tabel de zone
Tabel 6Tabel segmente
Un exemplu de mesaj transmis de OBU ar putea arăta în felul urmator:
4 5 7
Header
2
1 3 6
Figură 35 Exemplu mesaj generat de OBU
1– zona 4
2– segment 2
3– temperatură de 12°C
4– trafic liber
5– viteza de 80km/h
6– nu exista pericol de blocaj
7– fără informații suplimentare
Din acest mesaj ne dăm seamă ca mașina respectivă se regăsește în Zona 4, segmentul 2, unde se circulă cu o viteză medie constantă de 80km/h, drumul este liber și în stare excelentă, nu există nici un risc de blocare a traficului, alte informații suplimentare nu sunt disponibile.
4.4 Mesaj generat de AMU
Header info zonă și segment
Figură 36 Structura mesajului AMU
parametrii de trafic condiții trafic
Mesajul de la AMU transmite tuturor vehiculelor în ce condiții se află zonele respective.
Condițiile de trafic se referă la transmiterea biților care țin exclusiv de trafic. Ei sunt cei de viteză și cei care fac referire la “alte informații”. Un mesaj care să simuleze condițiile de trafic arată în felul următor:
VVAA
Biții de viteză Biții pentru “alte informații”
Primii 2 biți, 10 sunt biții de viteză: 10–arată viteza de 20km/h.
Următorii 2 biți, respectiv biții 11 sunt cei de informații suplimentare: 11–arată prezența unui polițist în intersecție.
Parametrii de trafic cuprind toate variabilele fluxului de trafic cat si mediului ambiant. Aici includem temperatura, starea traficului și pericolul de blocaj. Mesajul arată în următorul mod:
ÎPPTTTTTTT
Bitul de îngheț Biții de precipitații Biții pentru temperatură
Primul bit din șir corespunde blocajului: 0–traficul nu prezintă pericol de blocaj
Următorii 2 biți sunt cei ai fluxului de trafic:01–traficul este liber
Ultimii 7 biți sunt corespunzători temperaturii:1000001– 1°C.
Un exemplu generat de AMU ar putea arăta în felul următor:
Header
Figură 37 Exemplu mesaj generat de AMU
01 00 arată prezența mașinii în zona 2, în segmentul 1
0101ne arată că viteza medie este de 50km/h din cauza unor lucrări la carosabil
0100001001 ne dezvăluie faptul că drumul pe care circulă mașina nu prezintă pericol de blocaj, trafic moderat, iar temperature este de 9°C.
Mesajul gata format în AMU este transmis către toate unitățile OBU. Asfel fiecare mașină care are la bord o astfel de unitate va știi în timp real informații despre zona în care este sau în care urmează sa meargă.
Figură 38Realizarea comunicării între Obu și Amu
Scenariul nostru
Vom încerca să simulăm o situație reală. Vom începe cu zonele de la 1la 4 în care vom prezenta condiții de trafic diferite în fiecare zonă în parte.
Zona 1
Să presupunem că în zona 1,segmentul 2 este o temperatură de 30°C, traficul este liber, nu există nici un pericol de blocaj și se circulă cu o viteză normală medie de 80km/h, fără alte evenimente majore care să inflențeze circulația.
Zona 2
În zona 2, segmentul 1 situația numai este aceeași, aici temperatura scade sub 0°C mai precis se află în jurul valorii de -6°C. Dacă temperatura este așa scăzută, traficul este îngreunat, se va circula cu o viteză medie de 20 km/h, pericolul de blocare a traficului este evident. Din această cauză în intersecție este plasat un agent de circulatie a cărui menire este să dirijeze mașinile și astfel să încerce să decongestioneze traficul.
Zona 3
În zona 3 temperatura ajunge la 13°C, o valoare optimă pentru cei de la reparații drumuri să efectueze o lucrare în zonă. Astfel viteza scade la 50km/h în medie pe toate arterele. Drumul nu prezintă pericol de blocare a traficului. Traficul este unul liber.(suntem pe segmentul 2)
Zona 4
Dacă treceți prin zona 4, segmentul 3 mare atenție!! În carosabil este o groapă destul de mare, să nu vă stricați mașina. Recomandăm în zonă mare grijă cu viteza, traficul este moderat, maxim 50km/h. De asemenea aveți grijă să nu vă îmbrăcați de vară la temperatura care este de 4°C . Nu exista nici un pericol de blocare a traficului.
Mesajele generate de OBU pentru situația noastră vor arăta în felul următor:
Mesaj corespunzător primei zone:
Header
Mesaj corespunzător celei de-a doua zonă:
Header
Mesaj corespunzător zonei 3:
Header
Mesaj corespunzător ultimei zone:
Header
Aceste mesaje generate de OBU sunt trimise la AMU care le preia și le redistribuie mai departe către toate vehiculele.
Mesajele generate de AMU pentru situația noastră vor arăta în felul următor:
Zona 1:
Header
Zona 2:
Header
Zona 3
Header
Zona 4:Header
Figură 40 Panoul frontal OBU
4.5 Elementele folosite pentru aplicația OBU
Vitezometrul arată viteza cu care vehiculele se deplasează. El are 4 stări: 0km/h, 20km/h, 50km/h si 80 km/h. Fiecare stare indică gradul circulație, 0km însemnând un trafic blocat în care nici o mașină numai înaintează, la 80km traficul este liber. În funcție de gradul de libertate a traficului, se vor aprinde ledurile de”trafic”.
Butonul de trafic are rolul de a simula unei bucle inductive ce determina . Are 4 poziții, în funcție de intensitatea cu care autovehiculele trec peste bucla inductivă.
Butonul „alte informații” are 4 stări și simulează prezența unor evenimente care țin de starea drumului. Astfel ca și informație suplimentară poate aparea o groapă în carosabil, un polițist în intersecție sau lucrări de întreținere și reparea a carosabilului.
Cele 2 butoane de zonă și de segment au aceeași utilizare, ele arătând zona și segmentul pe care se află automobilul. Pe hartă sunt prezente 4 zone și câte 3 segmente pentru fiecare zonă.
Butonul de blocaj simulează 2 stări: trafic fară pericol de blocaj și trafic cu pericol de blocaj. Se transmit biții 0 și 1.
Headerul este simulat pe 10 biți, reprezentând o simularea a vehiculelor. Fiecare automobil are un cod specific, neputând fi 2 vehicule cu același cod.
Path reprezintă calea în care este transmis un mesaj text. Aici acest mesaj este salvat și poate fi accesat oricând pentru a vizualiza informațiile.
4.6 Modul de funcționare al programului OBU
Modul de funcționarea Obu este relativ simplu: se modifică fiecare buton în parte în funcție de condițiile pe care dorim să le simulăm apoi se rulează programul prin apăsarea butonului “run”. Este generat astfel un mesaj format dintr-o succesiune de 0 și 1.Acest mesaj este scris și salvat într-un fișier text. Se pot transmite o succesiune de n mesaje, toate fiind salvate în ordinea transmiterii lor.Mesajul reprezită o succesiune de 28 de biti. Primii 10 biți din mesaj sunt cei corespunzători header-ului, urmează cei 2 biți pentru zonă, 2 pentru segment, prin următorii 7 biți se transmite temperatura, 2 biți viteza, încă 2 precipitațiile, 1 bit este folosit pentru reprezentarea înghețului, iar ultimii 2 sunt biții pentru alte informații.
4.7Aplicația AMU
Aplicația Amu folosește același elemente ca si Obu cu specificarea ca în Amu nu putem modifica informațiile, ele sunt generate de Obu. Amu este o hartă care se formează din informațiile transmise de vehicule. Amu trasmite mai departe către toate Obu-rile informațiile pentru toate zonele. În Amu sunt primite informații despre temperatură, precipitații, viteză si ingheț. Dacă înghețul este prezent pe harta noastră se aprinde beculețul ce simulează condițiile meteo, mai precis din alb devine roșu. În funcție de viteza care se transmite, sunt plasate pe carosabil beculețe numite “trafic” care își schimbă schimbă culoarea.
Tabel 8 Culoarea becurilor de trafic și semnificația ei
Figură 41 Panoul frontal AMU
Fiabilitatea software
Odată cu dezvoltarea tehnicii de calcul s-au realizat sau sunt în curs de dezvoltare sistemele informatice pentru care produsele program au o pondere mult mai mare decât partea hardware și ca urmare fiabilitatea sistemului total nu poate fi evaluată fără a lua în considerare și fiabilitatea produselor program.
Fiabilitatea produselor program poate fi evaluată din două puncte de vedere:
a) Se poate raporta fiabilitatea unui program la numărul de erori rămase în program, astfel încât fiabilitatea este considerată o proprietate inerentă a programului și este subiectul unei evaluări prin analiza programului. Și în acest caz fiabilitatea este definită ca fiind probabilitatea ca programul să funcționeze fără nici un defect, o anumită durată de timp, în condițiile date.
b) Fiabilitatea unui program poate fi de asemenea tratată și din punct de vedere al serviciilor pe care programul le oferă unui utilizator. Pentru un utilizator, fiabilitatea programului este evaluată prin corectitudinea datelor de ieșire obținute, astfel încât fiabilitatea lui este definită ca fiind probabilitatea ca sistemul săfuncționeze fără defecte pe durata unei execuții în întregime a programului, în condiții de lucru date și pentru un set de date de intrare valide.
Tabel 9 Tipuri de erori software
Fiabilitatea unui program depinde atât de numărul de eroripe care le conține cât și în condițiile de lucru în care este utilizat. Spre deosebire de echipamente hardware, produsele program nu suferă nici un fenomen de degradare în timp și nici nu există nici un mecanism fizic care să genereze defecte software. Erorile software sunt erori de proiectare și erori de analiză în funcție de faza în care au fost introduse. S-a constatat că 60% din erorile software sunt erori de analiză, iar 40% sunt erori de proiectare.
Testarea software-lui trebuie făcută în fiecare etapă de dezvoltare: elaborare module, integrare module în proces, integrare procese în sistem.
Fibilitatea ridicată a unui sistem software poate fi asigurată prin introducerea de redondanță, ce poate fi folosită la diferite niveluri: sistem, modul, instrucțiune, date. Elementele redondante software la un anumit nivel sunt folosite pentru a verifica sistemul la acel nivel. Cu cât nivelul este mai scăzut, cu atât scopul detecției erorilor este mai limitat, iar rezoluția la erori este mai precisă. La nivel de sistem, integritatea sistemului poate fi verificată prin procedee redondante în condiții de multiprogramare sau multiprelucrare.
Realizarea unui software cu fiabilitate ridicată impune existența de mijloace de detectare a erorilor. Autodeducția erorilor într-un sistem software se realizează prin verificarea corectitudinii funcționării sistemului în timpul execuției programelor.
În cazul sistemelor software, implementarea tratării erorilor pot fi realizate în două moduri:
-prin acoperirea erorilor, atunci când starea eronată a sistemului este mascată instantaneu sau este transformată într-o altă stare, presupusă fără erori;
-prin compensarea erorii, atunci când starea eronată conține suficientă redondanță pentru ca transformarea să poată fi efectuată pornind de la informațiile conținute în această stare eronată.
Se consideră că erorile de software sunt independente de timpul de operare al programului în cauză. Dacă produsul de software este bine testat în perioada de rodaj, nu vor apărea erori în exploatare.
Concluzii:
România are un sistem extins și diversificat de transport, care necesită, însă, îmbunătățiri substanțiale. In ultima decadă s-a depus un efort considerabil pentru transformarea legislativă și instituțională în domeniul transporturilor pentru a se asigura conformitatea cu standardele europene și pentru a se îmbunătăți infrastructura fizică.
Comparativ cu statele membre UE și cu unele țări est-europene, sistemul de transport românesc este insuficient dezvoltat și de calitate slabă.
Analiza sistemului de transport rutier duce la următoarele concluzii:
· infrastructurile de transport din România nu sunt suficient dezvoltate și necesită investiții importante pentru a fi la nivelul standardelor europene,
· accesul la coridoarele vest-europene, ca și la cele din Europa de Est și de Sud-Est, este limitat și dificil, din cauza capacității reduse de transport și a calității infrastructurii fizice specifice (numai 100 km de autostrăzi, drumuri naționale nemodernizate etc.);
· localizarea României la intersecția a numeroase drumuri care leagă Europa de Vest și cea de Est, ca și Europa de Nord cu cea de Sud, precum și situarea țării pe axele de tranzit între Europa și Asia, subliniază importanța existenței unei infrastructuri dezvoltate
Sistemul prezentat monitorizează un număr mare de locații fără a fi nevoie de controlul periodic al acestora de către personal uman. Costurile de exploatare sunt reduse datorită tehnologiei GPRS unde se plătește doar traficul de date transmis indiferent de timpul de conectare. Creșterea eficienței procesului de monitorizare a stării drumurilor prin cunoașterea permanentă a parametrilor meteorologici în diferite zone.
Soluțiile prezentate în această lucrare folosesc tehnologii IT și de telecomunicații moderne, de ultima ora pentru a eficientiza managementul traficului în zone urbane și pentru a monitoriza starea drumurilor în general și în zone greu accesibile în special.
Aceste aplicații aduc un aport important în eficientizarea activităților de întreținere a drumurilor, siguranță rutieră și management al a traficului.
Scopul prezentei lucrări a fost acela de a realiza cu aplicare practică, un sistem de supraveghere modern de trafic pentru fluidizarea traficului rutier, pentru asigurarea posibilităților de acces și de mobilitate, pentru satisfacerea necesităților de deplasare actuale și a celor de perspectivă, cu respectarea cerințelor de utilizare a spațiului urban și a condițiilor de mediu. Importanța tratării temei tezei de licențăeste dată de actualitatea problemelor cu care se confruntă traficul rutier urban: aglomerație, poluare, probleme de securitate. Pentru rezolvarea problemelor privind mobilitatea și siguranța în trafic s-a propus prin prezenta lucrare, implementarea unui system bazat pe tehnologii noi pentru colectarea, organizarea și transmiterea informațiilor privind condițiile de trafic, și meteo.
C2- Deviz cadru
– lei-
Bibliografie:
Cărți:
Ionescu G., s.a., Traductoare pentru automatizari industriale, vol I, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1985.
Dolga, V., Construcția traductoarelor și senzorilor, Lito. Universitatea Politehnica din Timișoara, Timișoara, 1996
Adrese internet:
http://ec.europa.eu/information_society/activities/intelligentcar/technologies/index_en.htm
http://daq.wikidot.com/placi-achizitie
http://www.itsoverview.its.dot.gov/DAS.asp
http://www.raintracker.com/how_rt_works.php
http://ec.europa.eu/transport/road_safety/index_en.htm
http://www.e-safety.ro/esafety/index.html
Bibliografie:
Cărți:
Ionescu G., s.a., Traductoare pentru automatizari industriale, vol I, Ed. Tehnica, Bucuresti, 1985.
Dolga, V., Construcția traductoarelor și senzorilor, Lito. Universitatea Politehnica din Timișoara, Timișoara, 1996
Adrese internet:
http://ec.europa.eu/information_society/activities/intelligentcar/technologies/index_en.htm
http://daq.wikidot.com/placi-achizitie
http://www.itsoverview.its.dot.gov/DAS.asp
http://www.raintracker.com/how_rt_works.php
http://ec.europa.eu/transport/road_safety/index_en.htm
http://www.e-safety.ro/esafety/index.html
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Sistem de Management al Traficului Prin Monitorizarea Parametrilor Vehiculelor (ID: 146618)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.