Статья на тему "Синергия. Разработка автоматизированной информационной робототехнической системы для фиксации изображения на примере ЧОО Во-Ассоциация "ТИЭИ""

Работа Синергии на тему: Разработка автоматизированной информационной робототехнической системы для фиксации изображения на примере ЧОО Во-Ассоциация "ТИЭИ".
Год сдачи: 2020. Оценка: Отлично. Оригинальность работы на момент публикации 50+% на антиплагиат.ру.
Ниже прилагаю все данные для покупки. Так же можете посетить мой профиль готовых работ: https://studentu24.ru/list/suppliers/vladimir---1307

Описание работы

НЕГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ ЧАСТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «МОСКОВСКИЙ ФИНАНСОВО-ПРОМЫШЛЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ «СИНЕРГИЯ»

Факультет электронного обучения_

Направление подготовки: «Прикладная информатика»


РАБОТА
на тему Разработка автоматизированной информационной робототехнической системы для фиксации изображения
(на примере ЧОО Во-Ассоциация"ТИЭИ")


Обучающийся
(Ф.И.О. полностью)
подпись

Руководитель
(Ф.И.О. полностью)
подпись


МОСКВА 2020 г.

Факультет онлайн обучения

ЗАДАНИЕ
на работу студента

(Ф.И.О. студента полностью)

1. Тема : Разработка автоматизированной информационной робототехнической системы для фиксации изображения (на примере ЧОО Во- Ассоциация"ТИЭИ")
2. Структура :

Введение
I. Аналитическая часть
1.1. Технико-экономическая характеристика предметной области и предприятия. Анализ деятельности «КАК ЕСТЬ»
1.1.1. Характеристика предприятия и его деятельности
1.1.2. Организационная структура управления предприятием
1.1.3. Программная и техническая архитектура ИС предприятия
1.2. Характеристика комплекса задач, задачи и обоснование необходимости автоматизации
1.2.1. Выбор комплекса задач автоматизации и характеристика существующих бизнес процессов
1.2.2. Определение места проектируемой задачи в комплексе задач и ее описание
1.2.3. Обоснование необходимости использования вычислительной техники для решения задачи
1.2.4. Анализ системы обеспечения информационной безопасности и защиты информации
1.3. Анализ существующих разработок и выбор стратегии автоматизации «КАК ДОЛЖНО БЫТЬ»
1.3.1. Анализ существующих разработок для автоматизации задачи
1.3.2. Выбор и обоснование стратегии автоматизации задачи
1.3.3. Выбор и обоснование способа приобретения ИС для автоматизации задачи
1.4. Обоснование проектных решений

1.4.1. Обоснование проектных решений по информационному обеспечению
1.4.2. Обоснование проектных решений по программному обеспечению
1.4.3. Обоснование проектных решений по техническому обеспечению
II. Проектная часть
2.1. Разработка проекта автоматизации
2.1.1. Этапы жизненного цикла проекта автоматизации
2.1.2. Ожидаемые риски на этапах жизненного цикла и их описание
2.1.3. Организационно-правовые и программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности и защиты информации
2.2. Информационное обеспечение задачи
2.2.1. Информационная модель и её описание
2.3. Программное обеспечение задачи
2.3.1. Общие положения (дерево функций и сценарий диалога)
2.3.2. Описание математической модели
2.3. Контрольный пример реализации проекта и его описание
III. Обоснование экономической эффективности проекта
3.1. Выбор и обоснование методики расчёта экономической эффективности
3.2. Обоснование экономических затрат
Заключение
Список использованной литературы Приложения

3. Основные вопросы, подлежащие разработке.
Во введении рекомендуется обосновать актуальность выбранной темы, сформулировать цели и задачи работы, описать объект, предмет и информационную базу исследования.
Для написания главы 1 рекомендуется изучить основную и дополнительную литературу по выбранной теме.
В параграфе 1.1 необходимо отразить технико-экономическую характеристику предметной области и предприятия. Анализ деятельности «КАК ЕСТЬ».
В параграфе 1.2 необходимо выделить характеристику комплекса задач, задачи и обоснование необходимости автоматизации.

В параграфе 1.3 необходимо провести анализ существующих разработок и выбор стратегии автоматизации «КАК ДОЛЖНО БЫТЬ».
Глава 2 должна отразить проектную часть работы.
В параграфе 2.1 необходимо осуществить разработку проекта автоматизации. В параграфе 2.2 необходимо описать информационное обеспечение задачи.
В параграфе 2.3 необходимо выделить программное обеспечение задачи.
В Главе 3 необходимо обосновать экономическую эффективность проекта.
В параграфе 3.1 необходимо осуществить выбор и обосновать методику расчёта экономической эффективности.
В параграфе 3.2 необходимо провести оценку эргономических решений
В заключении необходимо отразить основные положения работы и сформулировать общие выводы.
В приложение выносятся: Листинг программного кода

4. Исходные данные по :
Основная литература:
1. Методы и средства проектирования информационных систем и технологий : учебное пособие / Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Северо-Кавказский федеральный университет», Министерство образования и науки Российской Федерации ; авт.-сост. Е.В. Крахоткина. - Ставрополь : СКФУ, 2015. - 152 с. : ил. - Библиогр. в кн. ;
2. Балдин, К.В. Информационные системы в экономике : учебник / К.В. Балдин, В.Б. Уткин. - 7-е изд. - М. : Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2017. - 395 с. : ил. - Библиогр. в кн. - ISBN 978-5-394-01449-9 ;
3. Информационные системы и технологии управления : учебник / под ред. Г.А. Титоренко. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Юнити-Дана, 2015. - 591 с. : ил., табл., схемы - (Золотой фонд российских учебников).
4. Гринберг, А.С. Информационный менеджмент : учебное пособие / А.С. Гринберг, И.А. Король. - М. :Юнити-Дана, 2015. - 415 с. - (Профессиональный учебник: Информатика). - Библиогр.: с. 292-295. -
5. Кузнецов, А.С. Теория вычислительных процессов : учебник / А.С. Кузнецов, Р.Ю. Царев, А.Н. Князьков ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Сибирский Федеральный университет. - Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2015. - 184 с. : табл., схем. - Библиогр. в кн. - ISBN 978-5-7638-3193-1 ; page=book&id=435696(11.08.2019).
6. Карпова, Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация : учебное пособие /
Т.С. Карпова. - 2-е изд., исправ. - М. : Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ»,
2016. - 241 с. : ил. ; То же
7. Кузнецов, С. Введение в реляционные базы данных / С. Кузнецов. - 2-е изд., исправ. - М. : Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ», 2016. - 248 с. : ил. - (Основы информационных технологий). - Библиогр. в кн. ;
8. Загинайлов, Ю.Н. Основы информационной безопасности: курс визуальных лекций
: учебное пособие / Ю.Н. Загинайлов. - М. ; Берлин : Директ-Медиа, 2015. - 105 с. : ил. - Библиогр. в кн. - ISBN 978-5-4475-3947-4 ;
9. Грекул В.И., Денищенко Г.Н., Коровкина Н.Л. Проектирование информационных систем - М.: ИУИТ, 2012 - 300 с.
10. ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-2010 Информационная технология. Системная и программная инженерия. Процессы жизненного цикла программных средств

Дополнительная литература:
11. Информационная безопасность и защита информации, Мельников В. П., М.: Академия, 2012, - 336 стр.
12. Култыгин О.П. Администрирование баз данных. СУБД MS SQL Server. - М: Московская финансово-промышленная академия, 2012 -232 с. (Университетская серия).


Руководитель : / /
подпись расшифровка
Студент задание получил: «15» января 2020 г. Студент: / /
подпись расшифровка


СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 8
I. Аналитическая часть 12
1.1. Технико-экономическая характеристика предметной области и предприятия. Анализ деятельности «КАК ЕСТЬ» 12
1.1.1. Характеристика предприятия и его деятельности 12
1.1.2 Организационная структура управления предприятием 13
1.1.3. Программная и техническая архитектура ИС предприятия 14
1.2. Характеристика комплекса задач, задачи и обоснование необходимости автоматизации 17
1.2.1. Выбор комплекса задач автоматизации и характеристика существующих процессов 17
1.2.2. Определение места проектируемой задачи в комплексе задач и ее описание 19
1.2.3. Обоснование необходимости использования вычислительной техники для решения задачи 19
1.2.4. Анализ системы обеспечения информационной безопасности и защиты информации 21
1.3. Анализ существующих разработок и выбор стратегии автоматизации “КАК ДОЛЖНО БЫТЬ» 23
1.3.1. Анализ существующих разработок для автоматизации задачи 26
1.3.2. Выбор и обоснование стратегии автоматизации задачи 35
1.4. Обоснование проектных решений 36
1.4.1. Обоснование проектных решений по информационному обеспечению 36
1.4.2. Обоснование проектных решений по программному обеспечению 37
1.4.3. Обоснование проектных решений по техническому обеспечению 41
II. Проектная часть 44
2.1. Разработка проекта автоматизации 44
2.1.1. Этапы жизненного цикла проекта автоматизации 44
2.1.2. Ожидаемые риски на этапах жизненного цикла и их описание 48
2.1.3. Организационно-правовые и программно-аппаратные средства обеспечения информационной безопасности и защиты информации 53
2.2. Информационное обеспечение задачи 54
2.2.1. Информационная модель и её описание 54
2.3. Программное обеспечение задачи 56
2.3.1. Общие положения (дерево функций и сценарий диалога) 58
2.3.2. Описание математической модели 59
2.3. Контрольный пример реализации проекта и его описание. 64
III. Обоснование экономической эффективности проекта 66
3.1 Выбор и обоснование методики расчёта экономической эффективности 66
3.2 Обоснование эргономических решений 71
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 76
ПРИЛОЖЕНИЯ 80

ВВЕДЕНИЕ

В наши дни люди не могут обходится без высокотехнологичного и точного программируемого оборудования, электронных и механических систем. Робототехнические системы являются одним из новых видов производственной техники. Их применение требует новой организации технологического процесса. Робототехнические системы, особенно с адаптивными и интеллектуальными роботами, нуждаются в микропроцессорном управлении. Здесь речь идет о распределенном, а не централизованном управлении [1].
Информационно-управляющие робототехнические системы имеют механические движущиеся исполнительные устройства. На основании данных, которые приходят от различных источников со стороны (источники информации, датчики и т.п.), реализуют по заданным математическим моделям, алгоритмам или компьютерным программам (в том числе к таким программам, которые способны адаптироваться к окружающей обстановке и к конкретной поставлено цели) обработку принятых данных, передачу информация на экран персонального компьютера или иные периферийные приборы, а также в автоматическом режиме вырабатывают требуемые сигналы управления [2].
Актуальность представленной работы, заключается в том, что постоянно-происходящие чрезвычайные происшествия или ситуации требуют вмешательство автоматизированных робототехнических систем, с целью уменьшения риска и опасности, которые могут подействовать на человека. Примером может служить сообщение о минировании здания, в этом случае используют робота – разведчика, который подъезжает к месту заложения предмета и с помощью веб-камеры сообщает и показывает картинку заложенного предмета. Очень часто необходима скрытая видео или фото съемка с целью слежки за человеком и т.п.
Для возможности съемки фото и видео изображения на робототехнические системы монтируют мобильные автоматизированная
камеры с возможностью передвижения в любом направлении благодаря уникальному расположению колес. Встроенная WEB-камера и микрофон позволяют вести видео и аудио наблюдение. Таким образом, оператор может следить за съемкой на определенном расстоянии, в том числе через интернет или мобильный телефон [6].
В настоящее время придумано огромное число моделей робототехнических систем, различающихся по стоимости, дизайну и другим параметрам.
Объектом исследования данной работы является информационно- управляющая робототехническая система для фиксации фото и видео изображений. Предметом исследования – автоматизация колесного мобильного робота с помощью программного управления траектории его движения.
Цель работы: Разработать автоматизированную информационную робототехническую систему для фиксации изображения с повышенной точностью изготовления ее деталей при использовании САПР SolidWorks. Увеличить маневренность системы при ее движении на ровной поверхности за счет использования трехколесного основания на двух двигателях. Упростить программную реализацию робота за счет доступной и недорогой платы с микроконтроллером Arduino. Уменьшить затраты на изготовление робота за счет использования недорогих деталей и доступных подручных инструментов.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнения следующих задач:
1. Произвести обзор и анализ существующих моделей информационно-управляющих робототехнических систем для фиксации фото и видео изображений.
2. Сформировать диаграмму функциональной модели информационной робототехнической системы и построена её декомпозиция.
3. На основании функциональной модели, в которой необходимо выделить основные элементы системы, разработать твердотельную модель робота с помощью системы автоматизированного проектирования SolidWorks 2017.
4. Уточнить массовые и габаритные параметры робота.
5. Рассмотреть геометрические особенности и определить математическую модель движения робота, позволяющую исследовать его кинематику.
6. Разработать скетч (программный код) для программного управления мобильным роботом, позволяющий программировать робота на движение по траектории.
7. Посчитать экономические затраты на реализацию информационно- управляющей робототехнической системы.
Данный робот может применяться на ровной поверхности (полы помещения, асфальтированная дорога, ровная местность). Например, в повседневной жизни его можно использовать как в квартире или офисе.
Достоинствами мобильного робота являются: компактность, простое программное управление, быстродействие, бесшумность, не требуется топливо (только подзарядка аккумуляторов), тем самым робот является экологически чистым [5].
Разработка автоматизированной трехколесной робототехнической системы для фиксации изображения с помощью САПР SolidWorks 2017 проводилась в Тульском университете (ТИЭИ).
Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная автоматизированная информационная робототехническая система для фиксации изображения может быть применима для реальной съемки. Так же макетный образец робота может применяться в учебных целях, при обучении программированию на языке высокого уровня С++.

Теоретическая значимость представленной работы заключается в том, что в ней рассматривается кинематика движения робота на подвижном основании. Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная автоматизированная информационная робототехническая система для фиксации изображения может быть применима для реальной съемки. Так же макетный образец робота может применяться в учебных целях, при обучении программированию на языке высокого уровня С++.
Проведенный обзор и анализ существующих моделей информационно- управляющих робототехнических систем для фиксации фото и видео изображений, позволит сформировать диаграмму функциональной модели информационной робототехнической системы и построить её декомпозицию, на основании которой, в свою очередь, будет осуществлена разработать твердотельной модели робота с помощью системы автоматизированного проектирования SolidWorks 2017. По модели робота будет собран, построен и испытан макетный образец автоматизированной информационной робототехнической системы для фиксации изображения.
Решением поставленных в работе задач, занимались многие авторы, в том числе: Беркенблий М.Б. Двигательные задачи и работа параллельных программ и интеллектуальные процессы и их моделирование; Юревич Е.И. Основы робототехники; Кожеуров М.А. Применение автоматического проектирования и синтеза для исследования информационно-измерительной системы наземного мобильного робота и др.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕММОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Источники на русском языке
1. Беркенблий М.Б., Гульфанд И.П., Фельдман А.Г. Двигательные задачи и работа параллельных программ и интеллектуальные процессы и их моделирование. — М.: Наука, 2015. С. 37 - 54.
2. Бабич, А. В. Промышленная робототехника. - М.: Книга по Требованию, 2016. - 263 c.
3. Белов А. В. Создаем устройства на микроконтроллерах. — СПб.: Наука и Техника, 2017. — 304 с.
4. Хартов В.Я. Микроконтроллеры AVR. Практикум для начинающих.
— МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2015, 215 c.
5. Гурьев А. Робоквантум тулкит. - Фонд новых форм развития образования, 2017, — 187 c.
6. Шейн А. Машиностроение и робототехника. — СПб.: Наука и Техника. 2017. - 165 с.
7. Крейх Джон. .Введение в робототехнику. Механика и управление.
— "Институт компьютерных исследований". 2018. - 205c.
8. Голицына О. Л. Языки программирования. – М.: ФОРУМ –
ИНФРА-М, 2018. – 400 с.
9. Емельянова Н.З., Партыка Т.Л., Попов И.И.. Проектирование информационных систем : учебное пособие. — М.: Форум: НИЦ ИНФРА–М, 2013. — 202 c.
10. Филиппов С.А.Уроки робототехники. Конструкция. Движение. Управление. —Лаборатория знаний. 2017. - 324с.
11. Бельчусов А.А.Мониторинг образовательной робототехники и IT-
образования города Москвы.- Издательский центр АНО АИР.2017. - 323 с.
12. Смирнов А.Б. Мехатроника и робототехника. Системы микроперемещений с пьезоэлектрическими приводами. — 224 с.СПбГПУ, 2013.
— 160 с.
13. Предко Майк. Устройства управления роботами. — 224 с. ДМК пресс, 2016. —404 c.
14. Пол Р. Моделирование, планирование траекторий и управление движением робота-манипулятора. — М.: Наука, 1976. — 104 c.
15. Иванов В.А., Медведев В.С. Математические основы теории оптимального и логического управления. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. – 600 с.
16. Каляев А.В.. Основы робототехники. - М.: Форум, 2017. - 224 c.
17. Каргинов Л.А. Проектирование систем приводов шагающих роботов с древовидной кинематической системой: Учебное пособие для вузов.
- М.: Изд-во "Рудомино", 2010.- 170 с.
18. Кожеуров М.А., Михед А.Д., Родионов В.А. Применение автоматического проектирования и синтеза для исследования информационно- измерительной системы наземного мобильного робота. / Актуальные вопросы науки: Материалы XХII Международной научно-практической конференции (10.11.2015). —М.: Издательство «Спутник +», 2015. – С. 26-31.
19. Крейг Д. Введене в робототехнику. Механика и управление. Изд-во Институт Компьютерных исследований, 2018. – 564 с.
20. Михед А.Д., Кожеуров М.А., Родионов В.А. К вопросу повышения точности информационно измерительных систем стабилизации и наведения / Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 12. Ч. I. — Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. — С. 210-215.
21. Мортон Дж. Микроконтроллеры AVR. Вводный курс. /Пер. с англ.
— М.: Издательский дом «Додэка-ХХ1», 2016. — 272 с.
22. Майк Предко. Устройства управления роботами, схемотехника и программирование. — М. ДМК-Пресс, 2014. — 172 с.
23. Смирнова Г. Н. Проектирование экономических информационных систем: Учебник М.: Финансы и статистика», 2012. – 365 с.
24. Хорев П. Б. Технологии объектно-ориентированного программирования. – М.: Издательский центр Академия, 2011. – 448 с.
Электронные ресурсы
25. Arduino.
26. SADT
27. Клешня для захвата роботов.
28. Радиоуправляемый вездеход Happy Cow iSpy Tank FPV iOS|Android Control - 777-287
29. ДВ робот интернет - магазин
30. РАДИОУПРАВЛЯЕМАЯ МАШИНА DRIVE SPY (ДЛЯ IOS И ANDROID)
31. Радиоуправляемый вездеход VS Tank Rover Wi-Fi с передачей изображения масштаб 1:16 2.4G - WT001
32. Bebionic
33. ROVIO: РОБОТ ДЛЯ ДОМАШНЕГО ВИДЕОНАБЛЮДЕНИЯ
34. Научный справочник. Прикладная наука и техника.
35. Проектирование одноосного балансирующего робота Segway. 3c0b65625a2ad78b4d53a89521306d36_0.html (дата обращения 06.03. 2020).
36. Радиоуправляемый мини танк-шпион Happy Cow I-Spy с камерой
37. Ардуино (Arduino) язык программирования.
38. SolidWorks
39. Методология функционального моделирования SADT.
40. Среда разработки для Arduino: программирование контроллера — это проще, чем кажется.