Материал: 1697
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ФГБОУ ВО «АмГУ»)
Факультет математики и информатики Кафедра информационных и управляющих систем
Направление 09.04.04 – Программная инженерия Магистерская программа Управление разработкой программного Обеспечения
ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ Зав. кафедрой
_____________ А.В. Бушманов
«______»_____________2017г.
МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ
на тему: Разработка аппаратно-программного комплекса для смешивания хи-
мических соединений
Исполнитель |
|
|
магистрант группы 557 ОМ |
_____________________ |
Д.Г. Горюнов |
Руководитель |
|
|
доцент, доктор техн. наук |
_____________________ |
А.В. Бушманов |
Руководитель |
|
|
магистерской программы |
|
|
профессор, доктор техн. наук _____________________ |
Е.Л. Еремнин |
|
Нормоконтроль |
|
|
доцент, канд. физ.-мат. наук _____________________ |
В.В. Еремина |
|
Рецензент |
|
|
канд. техн. наук |
_____________________ |
М.А. Серов |
Рецензент |
_____________________ |
О.Г. Какаулин |
|
Благовещенск 2017 |
|
РЕФЕРАТ
Магистерская работа содержит 74 с., 21 рисунок, 1 приложение, 23
источника.
МАНИПУЛЯТОР, ЛАБОРАТОРИЯ, СМЕШИВАНИЕ, АРДУИНО,
ПРОГРАММИРОВАНИЕ, РОБОТЫ, РОБОТОТЕХНИКА, ПРОГРАММ-
НОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ПРИЛОЖДЕНИЕ, ПРОТОКОЛ, ОБМЕН ДАН-
НЫМИ, ДОЗАТОР, АЛГОРИТМ, СЕРВОМОТОР
На данный момент разработка роботизированных систем является актуальной тематикой, так как является новой и имеет большой потенци-
ал для применения.
Цель исследования: Разработать аппаратно программный комплекс для смешивания различных химических соединений, в том числе ядохи-
микатов.
Объектом исследования данной магистерской работы является мани-
пулятор для смешивания .
Выполнение работы включает насколько этапов.
Первым этапом является: исследование предметной области, форму-
лирование основных понятий о робототехнике, их видов и способов ис-
пользования.
На следующем этапе ставятся основные задачи, предъявляемые к проекту. Описывается характеристики всей системы, которая будет раз-
рабатываться, формулируются основные требования к системе.
Далее выбирается аппаратная часть проекта. Основные требования к платформе, обоснование выбора контроллера Ардуино, его возможные способы питания, основные характеристики.
|
|
|
|
|
ВКР.155510.090404.ПЗ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разраб. |
Горюнов Д.Г. |
|
|
РАЗРАБОТКА АППАРАТНО- |
Лит. |
Лист |
Листов |
|||
Пров. |
Бушманов А. В. |
|
|
|
У |
|
2 |
74 |
||
|
|
ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ |
|
|
||||||
Н. контр |
Еремина В.В. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
СМЕШИВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СО- |
|
|
|
|
|
|||
Зав. каф. |
Бушманов А. В. |
|
|
|
АмГУ кафедра ИУС |
|||||
|
|
ЕДИНЕНИЙ |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После чего происходит непосредственно сборка всего аппаратного комплекса, подключение химического дозатора, выбор манипулятора.
После сборки необходимо разработать программное обеспечение для вычислительной платформы, а так же приложение для персонального компьютера.
В результате проведенного исследования была получена аппаратно программный комплекс, предназначенный для смешивания различных соединений, что является одним из новых продуктов в сфере автоматизи-
рованного смешивания. Данный проект, возможно, применять в химиче-
ских, биологических и медицинских лабораториях, а так же использовать как обучающий стенд для учебных заведений.
На данный момент имеется публикации в журнале «Молодежь XXI
века: шаг в будущее», «Системный анализ в медицине 2014» и «Систем-
ный анализ в медицине 2016».
|
|
|
|
|
ВКР.155510.090404.ПЗ |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подп. |
Дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разраб. |
Горюнов Д.Г. |
|
|
РАЗРАБОТКА АППАРАТНО- |
Лит. |
Лист |
Листов |
|||
Пров. |
Бушманов А. В. |
|
|
|
У |
|
3 |
74 |
||
|
|
ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ |
|
|
||||||
Н. контр |
Еремина В.В. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
СМЕШИВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СО- |
|
|
|
|
|
|||
Зав. каф. |
Бушманов А. В. |
|
|
|
АмГУ кафедра ИУС |
|||||
|
|
ЕДИНЕНИЙ |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СОДЕРЖАНИЕ |
|
|
Введение |
|
6 |
|
1 Анализ предметной области проводимого исследования |
8 |
||
1.1 |
Роботы и роботехнические системы |
|
8 |
1.2 |
Мобильные автоматизированные системы |
|
9 |
1.3 |
Манипуляционные автоматизированные системы |
11 |
|
1.4 |
Использование роботизированных систем |
|
13 |
1.5 |
Цель исследования |
|
16 |
1.6 |
Научное обоснование разработки комплекса |
|
18 |
2 Требования к проекту |
|
20 |
|
2.1 |
Назначение и цели создания проекта |
|
20 |
2.2 |
Характеристика объекта автоматизации |
|
21 |
2.3 |
Требования к проекту |
|
22 |
2.4 |
Постановка задачи |
|
25 |
3 Выбор аппаратной части |
|
27 |
|
3.1 |
Аппаратная вычислительная платформа Ардуино |
27 |
|
3.2 |
Имеющиеся виды памяти |
|
33 |
3.3 |
Преимущества контроллера Ардуино |
|
34 |
3.4 Дополнительное оборудование |
|
35 |
|
3.5 Выбор комплектующих |
|
37 |
|
4 Разработка и изготовление роботизированной |
платформы |
44 |
|
4.1 |
Проектирование манипулятора |
|
44 |
4.2 |
Подключение химического дозатора |
|
47 |
4.3 |
Изготовление платформы для элементов проекта |
51 |
|
5 Разработка программного обеспечения для аппаратно программного |
53 |
||
комплекса |
|
|
|
5.1 Выбор среды разработки приложения для микроконтроллера |
53 |
||
5.2 Выбор среды разработки приложения для персонального ком- |
55 |
||
|
пьютера. |
|
|
|
|
Лист |
|
|
ВКР. 155510.09.04.04.ПЗ |
4 |
|
Изм. Лист № докум. Подпись Дата |
|||
|
5.3 Особенности программирования на ардуино |
57 |
|
5.4 |
Разработка алгоритма работы программного обеспечения на |
59 |
|
микроконтроллере |
|
5.5 |
Принцип работы приложения для компьютера |
63 |
5.6 |
Практические результаты |
65 |
Заключение |
70 |
|
Библиографический список |
72 |
|
Приложение А Скетч для Ардуино реализующий поворот сервомотора |
75 |
|
|
|
Лист |
|
|
ВКР. 155510.09.04.04.ПЗ |
5 |
|
Изм. Лист № докум. Подпись Дата |
|||
|