Создание системы автоматизированного анализа оптических рефлектограмм

В дополнение к базовой функциональности IDE: просмотр стека, просмотр локальных и наблюдаемых переменных, регистров. Qt Creator имеет дополнительные особенности, делая отладку приложений, основанных на Qt, проще. Интерфейс отладчика знает о внутреннем устройстве некоторых классов Qt, таких как QString, контейнеры QTL и, что особенно важно, QObject (и унаследованные от него классы). Таким образом, он может ясно представлять данные Qt.

Список поддерживаемых отладчиков:

GNU Symbolic Debugger (GDB)

Microsoft Console Debugger (CDB)

Internal JavaScript debugger

LLVM debugger (LLDB)

2.3.2 Методика отладки программных модулей

Точки остановки

Точки остановки это такие места кода, которые при выполнении прерывают программу и передают пользователю управление. Пользователь может просмотреть состояние прерванной программы или продолжить выполнение построчно или непрерывно.

Как правило эти точки связаны с файлом исходных кодов и строкой или началом функции, оба варианта доступны в Qt Creator.

Где следует устанавливать точки остановки:

В строке, в которой нужно остановить программу.

На функции, в которой нужно прерывать программу

Точки останова могут быть установлены и удалены перед тем как программа будет запущена или во время её работы под отладчиком. Также точки останова могут быть сохранены вместе с сессией.

Стек

Когда отлаживаемая программа прерывается, Qt Creator отображает наследованные вызовы процедур, приводящие к текущему положению в следе стека вызовов. След стека строится из кадров стека вызовов, каждый из которых представляет конкретную функцию. Для каждой функции Qt Creator попытается получить имя файла и номер строки соответствующих файлов исходных кодов. Эти данные отображаются в виде стека.

Потоки

Если прервано многопоточное приложение, то можно использовать вид Поток или выпадающий список с именем Поток в строке состояния отладчика для переключения от одного потока к другому. Вид Стек будет настраивать себя соответственно.

Локальные и наблюдаемые переменные

Когда бы программа не остановилась под контролем отладчика, он получает информацию о верхнем кадре стека и отображает его в виде Локальные и наблюдаемые переменные. Он обычно включает информацию о параметрах функции в этом кадре, а также локальные переменные.

2.4 Документирование и сопровождение программного обеспечения в соответствии с положениями ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 9294-93

2.4.1 Общие сведения о ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 9294-93

Государственный стандарт Р ИСО/МЭК ТО 9294-93 является руководством по документированию программной продукции для разработчиков ПО, предлагает комплексный набор мер для обеспечения эффективного проведения процесса документирования разработки. [17]

В стандарте подробно описаны стратегии, процедуры, ресурсы и планы, связанные с документированием программного обеспечения.

В Руководстве охвачен широкий спектр программный документации, который может применяться для программного обеспечения любой сложности. Разработчики могут адаптировать рекомендации для реализации своих конкретных целей.

2.4.2 Стратегия документирования

Стратегия документирования определяет общие правила для эффективного управления процессом документирования программного обеспечения.

Документирование должно охватывать процесс разработки от начала и до конца.

Документирование и разработка должны выполняться по строго установленным графикам.

Процесс документирования необходимо разделить на по категориям задач.

Документирование должно происходить параллельно процессу разработки программного обеспечения.

2.4.3 Планирование документирования

Параллельно процессу разработки ПО были написаны следующие документы:

Документация разработки

План и оценка работы

Расписание

Заметки и рабочие документы

Документация продукции

Общие функциональные описания

Руководство по инсталляции

Инструкция и справочник

Руководство по эксплуатации

Документация управления проектом

Описание архитектуры программного комплекса

Листинг программного кода

Документация разработки

Предназначена для кооперация разработчиков программного обеспечения. Документация подразделяется на две группы:

Документы управление разработкой программы

План и оценка работы - содержит информацию о этапах разработки программного обеспечения. В данном случае определяет этапы разработки программных модулей Системы контроля рефлектометра, а так же их дальнейшего тестирования и взаимной интеграции.

Расписание - интегрировано с планом работ, в нем определено какие работы будут выполняться и в какой срок.

Заметки и рабочие документы - содержат информацию об идеях возникающих во время разработки, фиксируют проблемы и ошибки в процессе разработки, описывают стратегию и временные планы работ.

Документы в составе программы

Пользовательская документация - содержит информацию о правилах эксплуатации Системы мониторинга для пользователя. Представляет собой руководство пользователя, которое описывает функции программного обеспечения, а так же инструкции по работе с ним. Используется при тестировании ПО.

Документация продукции

Документация продукции поставляется в комплекте с оборудованием поставки: рефлектометром KIWI 7000 и содержит следующую информацию:

Инструкция по инсталляции системы - содержит указания для установки ПО на персональный компьютер

Краткая инструкция - содержит краткую информацию о основных возможностях системы и указания по работе с ней.

Подробное руководство пользователя - содержит более полную информацию о возможностях программы, ее настройках и работе с ней.

Документация управления проектом

Документация содержит в себе всю необходимую информацию для работы с системой мониторинга, а так же для ее сопровождения.

Описание архитектуры программного комплекса - содержит подробную информацию о программной спецификации каждого из модулей Системы мониторинга.

Листинг программного кода - содержит программный код каждого модуля Системы мониторинга, содержит комментарии к коду, а так же UML-диаграммы классов.

3. Экология и охрана труда

3.1 Общие положения и требования охраны труда к организации рабочих мест

Охрана труда - система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда.

Трудовое законодательство - свод законов и правил, регулирующих социально-трудовые отношения рабочих и служащих.

Трудовое право регулирует трудовые отношения всех рабочих и служащих, стимулирование роста производительности труда, повышения эффективности производства и роста этого материального и культурного уровня жизни трудящихся, укреплению трудовой дисциплины. Он устанавливает временной защиты права на труд рабочих и служащих, а также неотъемлемое право на создание высокого уровня безопасности и гигиены труда. [18]

Необходимой составляющей организации безопасной работы сотрудника на рабочем месте является инструктаж по технике безопасности. По приему на работу каждый сотрудник обязан пройти вводный инструктаж по охране труда и пожарной безопасности. Он включает в себя вопросы касающееся особенности организации охраны труда и пожарной безопасности на данном конкретном предприятии. Инструктаж проводит инженер (специалист) по охране труда, назначенный вышестоящим руководством предприятия. По окончанию обучения сотрудники подтверждают своё ознакомление с инструктажем.

После прохождения вводного инструктажа, принятые сотрудники должны пройти первичный инструктаж по охране труда, связанный с их непосредственной деятельностью на предприятии. Такой инструктаж проводится непосредственно прямым руководителем. Программа первичного инструктажа включает в себя вопросы, которые содержатся в инструкциях по охране труда и пожарной безопасности для данной должности специалиста.

Стоит отметить так же еще несколько видов инструктажей:

Повторный инструктаж по охране труда

Повторный инструктаж по охране труда проводится с целью совершенствования знаний техники безопасности и инструкций безопасности. Он затрагивает вопросы связанные с правилами и инструкциями по организации охраны труда для данной специальности, включает в себя технические и технологические аспекты рабочего процесса. На повторном инструктаже затрагиваются случаи нарушения рабочего процесса.

Так же повторный инструктаж может быть связан с повышенной опасностью некоторых категорий работников предприятий и проводится с целью освещения технологических особенностей работы выполняемой данной категорией сотрудников. Проводится ежеквартально.

Внеплановый инструктаж по охране труда

Случаи проведения внеплановых инструктажей сотрудников могут быть связанны с введением новой нормативной документации, изменениями в технологическом процессе, замене оборудования нарушениями работников правил охраны труда, изменениями в законодательстве.

Целевой инструктаж по охране труда

Случаи проведения целевых инструктажей относятся к выполнению разовых работ либо производства работ по наряду, так же могут проводиться для ликвидации случаев аварий или техногенных катастроф.

Проведение инструктажей фиксируется в журналах инструктажей по охране труда, каждый сотрудник ставит свою подпись за ознакомлением с техникой безопасности и пожарной безопасности. Любые нарушения инструкций охраны труда влекут за собой дисциплинарное наказание.

Абсолютное большинство рабочих мест в организации или на предприятии в настоящее время оборудованы ЭВМ.

Рекомендации по использованию вычислительной техники:

* доступ к ЭВМ необходимо ограничивать в случае выявления у сотрудника заболеваний опорно-двигательной системы, зрения, кожного покрова;

* использование экранов не менее 14 дюймов;

* Частота обновления монитора не должна быть меньше 70 герц;

* использование антистатических фильтров для монитора;

* Соблюдать расстояние до монитора (не менее 70 см от глаз);

* Следить за отсутствием бликов на экране;

* При размещении в одном помещении нескольких ЭВМ расстояние между ними должно быть более 1,2 метра;

* Каждый час делать 15ти минутный перерыв в работе с ЭВМ

* При появлении запаха гари, срочно выключить ЭВМ

Для безопасной эксплуатации ЭВМ рекомендуется руководствоваться правилами представленными выше.

3.2 Вредные факторы, воздействующие на пользователя ЭВМ

Работа с ЭВМ предполагает воздействия множества вредных факторов на пользователя, задача охраны труда в данном случае состоит в минимизации вреда, а так же рисков, связанных с воздействием вредных факторов на человека во время работы с ЭВМ.

Шум

Во время эксплуатации ЭВМ необходимо следить за уровнем шума. Высокий уровень шума отрицательно сказывается на производительности труда, а так же может являться причиной травм слухового аппарата, более того шумы негативно влияют на нервную систему

Длительное воздействие шума приводит к снижению слуха и может стать причиной возникновения артериальной гипертонии, ослабляется реакция и внимание, наблюдается снижение работоспособности.

Для уменьшения вредного воздействия этого фактора проводится ряд мероприятий способствующих снижению уровня шума от источника, звукоизоляция оборудования.

Уровень шума не должен превышать показатели установленные ГОСТ 12.1.003-83. [19]

Стандарт ГОСТ задает максимальный показатель в 50 Дб, при котором вредное воздействие шумов на организм человека минимально. При наличии шумных устройств в помещении до 65 Дб.

Электромагнитные поля

Электромагнитные поля - следствие работы ЭВМ, некоторые части компьютера при своей работе создают электромагнитное излучение, что безусловно оказывает негативное влияние на здоровье человека. Электромагнитное поле характеризуются напряженность и магнитными составляющими их частот.

Электромагнитные поля поляризуют молекулы в теле человека, нарушают работу нервной системы, дыхания, органов пищеварения, изменяет структуру крови. Воздействие вредных факторов электромагнитных полей может быть снижено путем соблюдения режима работы за ЭВМ, а так же применением защитных экранов.

Предельные значения в диапазонах частот работы ЭВМ регламентированы в ГОСТ 12.1.006-84. [20]

Способы защиты от электромагнитного излучения:

1) Время работы за ЭВМ не должно превышать более 4 часов.

2) Находиться не менее чем 50 см от источника электромагнитного поля.

3) Применение защитных экранов.

4) Минимальное расстояние между мониторами не менее 1,5 м.

Используемая ЭВМ должна соответствовать требованиям описанным ГОСТ.

Вибрации

Вибрации от ЭВМ передастся посредством контакта человека с поверхностью стола при том условии что компьютер находится в том же месте. Вредные факторы вибраций могут стать причиной появления спазма сосудистой ткани, нарушения кровоснабжения, а так же проблемами с нервной системой. Для противодействия возникновения вибраций от ЭВМ необходимо располагать компьютер дальше от стола, избегая контактов.

Нормы вибраций при работе с ЭВМ описаны в ГОСТ 12.1.012-90. [21]

Микроклимат в рабочей зоне, запыленность

Микроклимат это совокупность различных факторов, таких как влажность воздуха, температура, запыленность, создающих условия в рабочей зоне.

Нормы микроклимата в рабочих помещениях регламентированы в ГОСТ 12.1.005-88. [22]

Для обеспечения правильного микроклимата в рабочей зоне необходимо:

- использование кондиционера

- своевременные уборки помещения

- использование увлажнителей воздуха

Рекомендуемый микроклимат в помещении:

- температура 19-21°С;

- относительная влажность воздуха 55-62%.

При работе с электроприборами очень важна так же и защита от статического электричества, человеку оно сильно повредить не может, однако разряд статического электричества может безвозвратно вывести из строя электронику. Для борьбы со статическим электричеством хорошо помогают следующие меры:

Регулярные проветривания помещения

Своевременная влажная уборка - главное убрать всю пыль.

Специальные антистатические устройства

Отсутствие синтетических поверхностей

Контурное заземление

Электробезопасность

Воздействие электрического тока приводит к следующим травмам

- Общие травмы:

1) Судороги в мышцах;

2) Судороги в мышцах, сопровождаемые потерей сознания;

3) Потеря сознания с нарушением работы органов дыхания и кровообращения;

4) Состояние клинической смерти.

- Местные травмы:

1) Электрические ожоги;

2) Электрические знаки;

3) Электрометаллизация кожи.

Проходя через тело человека, электрический ток оказывает следующие воздействия:

- Термическое (нагрев тканей и биологической среды);

- Электролитическое (разложение крови и плазмы);

- Биологическое (способность тока возбуждать и раздражать живые ткани организма);

- Механическое (возникает опасность механического травмированы в результате судорог в мышцах).

Тяжесть поражения электрическим током зависит от:

- Величины тока;

- Времени протекания;

- Пути протекания;

- Рода и частоты тока;

- Сопротивления человека;

- Окружающей среды;

- Состояния человека;

- Пола и возраста человека.

Частота тока от которого происходить питание ЭВМ равно 50 Гц. Наибольшую опасность для жизни человека представляет ток с частотой от 20 до 100 Гц. Таким образом ток питающий ЭВМ является опасным для человека.

Для предотвращения смертельного воздействия электрического тока на организм человека, проводящие элементы, такие как провода, кабели должны быть заизолированы. Обязательно соблюдение техники безопасности при работе с электроприборами.

Помещение, оборудованное электроустановками должно соответствовать первому классу классификации правил эксплуатации электроприборов, а именно: сухое, беспыльное, с нормальным температурным режимом и изолированным полом.

Нормы безопасности при работе с электроприборами регламентированы в положениях ГОСТ 12.1.038-82. [23]

3.3 Определение оптимальной освещенности при работе с ЭВМ

Правильно организованная система естественного и искусственного освещения рабочего места пользователя положительно влияет на работоспособность. Для организации такой системы применяются меры различного характера, такие как ограничение слепящего воздействия естественного света через окна, исключение бликов на рабочей поверхности, снижение теплового эффекта от инсоляции.

При излишне сильном естественном освещении для ограничения слепящего эффекта необходимо использование солнцезащитных средств, например жалюзи или занавески, которые полностью закрывают окна. Ширина занавесей должна составлять две ширины окна. Не рекомендуется использовать помещения с разными источниками естественного освещения (окна должны быть расположены сбоку по одной линии). Расположение мониторов пользователей не должно быть обращено к окну.

Зоны с устойчивым снежным покровом должны иметь коэффициент естественного освещения не ниже 1,2%. Для других областей не ниже 1,5%.

Искусственное освещение должно быть подобрано таким образом, что бы изображение на экране монитора было хорошо видно, печатный и рукописный текст должен читаться без проблем. Световые потоки не должны создавать блики на рабочих и окружающих поверхностях. Минимальное расстояние от окна до рабочего места пользователя ЭВМ не должно быть меньше 1,5 метра и не менее 1 метра от стен. Минимальный показатель освещенности экрана - 200 лк, других объектов и рабочего стола не менее 400 лк. Для создания оптимального искусственного освещения рекомендуется использовать люминесцентные лампы типа ЛБ с цветовой температурой и излучением не более 4200К. Светильники должны быть оборудованы матовыми плафонами ин не выступать более чем на 500мм над поверхность, а так же иметь рассеивали и экранирующие решетки.

Корпус всех блоков ЭВМ, таких как клавиатура, монитор, мышка и другие должны иметь матовою поверхность одного цвета. Коэффициент отражения поверхностей 0,4 - 0,6.

Документ регламентирующий освещенность СанПиН 2.2.2.541-96. [19]

3.4 Обеспечение пожарной безопасности при работе оператора ЭВМ

Пожароопасные ситуации могут быть спровоцированы различными факторами. Среди них: плохая электроизоляция, пожароопасные строительные материалы, деревянные перегородки, полы и мебель. В таких случаях причиной пожара может стать искра от замыкания или перегрев опасного материала.

Для обеспечения своевременных мер по обнаружению и локализации пожара, эвакуации персонала требуется наличие:

Системы автоматической пожарной сигнализации;

Пожарных и аварийных выходов, плана эвакуации;

Средств тушения пожаров: пожарные гидранты, песок, огнетушители.

ГОСТ 21.1.004-91 определяет требования к пожарной безопасности рабочих помещений. [20]

Заключение

В данной дипломной работе был разработан программный комплекс Системы удаленного мониторинга на базе рефлектометров |KIWI-7000 для операционных систем Windows, Linux и МСВС.

В процессе работы над дипломным проектом были решены следующие задачи:

1) Изучена теоретическая информация, необходимая для реализации проекта.

2) Проведен анализ рынка рефлектометров на предмет наличия существующих решений. Проведен анализ существующих решений, определены недостатки и преимущества существующих систем.

3) Определена методика разработки программного комплекса в соответствии с выбранной моделью разработки

4) На основании методики проведена разработка модулей программного обеспечения системы мониторинга, включающая в себя процесс отладки программного когда, подробно описанного в соответствующих главах дипломного проекта

5) Проведено тестирование

6) Проведен расчет надежности программного комплекса

7) Разработана документация к проекту

Список литературы

1. Листвин A.B., Листвин В.Н., «Рефлектометрия оптических волокон» - 2005 - 150 с.

2. Fiber guardian STAND-ALONE REMOTE OTDR UNIT, -2013 EXFO Inc. - 9 стр.

3. Бёрн Страуструп. Язык программирования C++. Специальное издание = The C++ programming language. Special edition. -- М.: Бином-Пресс, 2007. -- 1104.

4. Боровский А. Qt 4.7+ Практическое программирование на C++. -- СПб.: «БХВ-Петербург», 2012. -- С. 496.

5. Половко, А.М. Основы теории надёжности / А.М. Половко, С.В. Гуров - 2-е изд., прераб. и доп. - Спб.: БХВ-Петербург, 2006. - 704 с.

6. Royce, Winston (1970), Managing the Development of Large Software Systems.

7. Boehm B, "A Spiral Model of Software Development and Enhancement", ACM SIGSOFT Software Engineering Notes, ACM, 11(4):14-24, August 1986.

8. Стив Макконнелл. Влияние итеративных подходов на предварительные условия // Совершенный код = Code Complete. -- Русская Редакция, Питер, 2005. -- С. 31. -- 896 с.

9. Майк Кон. Scrum: гибкая разработка ПО = Succeeding with Agile: Software Development Using Scrum (Addison-Wesley Signature Series). -- М.: «Вильямс», 2011. -- С. 576.

10. Макс Шлее. Qt 4.8 Профессиональное программирование на C++. -- СПб.: «БХВ-Петербург», 2012. -- С. 912.

11. ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 9294-93. Руководство по документированию программного обеспечения.

12. Раздорожный А.А. Охрана труда и производственная безопасность: Учебно-методическое пособие -- Москва: Изд-во «Экзамен», 2005. -- 512 с.

13. ГОСТ 12.1.003-83. Шум. Общие требования безопасности.

14. ГОСТ 12.1.006-84. Электромагнитные поля радиочастот.

15. ГОСТ 12.1.012-90. Вибрационная безопасность.

16. ГОСТ 12.1.005-88. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

17. ГОСТ 12.1.038-82. Электробезопасность.

18. СанПиН 2.2.2.541-96. Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений.

19. ГОСТ 21.1.004-91. Требования к пожарной безопасности рабочих помещений.

Приложение 1

Примеры расшифровки байт массивов

На этом рисунке красным выделены 4 байта, отвечающие за количество произведенных измерений. Они записаны в шестнадцатеричной форме На данной рефлектограмме их 54 0F 00 00. Байт массив читается задом наперед. Переведя данные в десятиричную форму получаем 3924 измерения.

На этом рисунке красным выделены 4 байта, отвечающие за длительность измерения. Переведя в десятичный получим 30 секунд.



На этом рисунке показаны участки байт кода отвечающие за уровень сигнала, соответствующий одному интервалу измерения.

Красным цветом отмечена первая точка рефлектограммы, если перевести эти два байта в десятичную форму получаем примерно 22,416Дб. Однако это значение не является истинным, поскольку из за высокой чувствительности фотоприемника рефлектометра существует так называемая «мертвая зона» или по-другому входные шумы, это означает что первые пара десятков метров рефлектометр измеряет неверно. Чтобы проверять и эти участки кабеля тоже используются специальные катушки, через которые рефлектометр подключают к волокну, однако в моей работе они использованы не были. Конец шумов можно увидеть невооруженным взглядом - это место, где рефлектограмма становится равномерной, на рисунке этот участок байт-кода отмечен зеленым. Если перевести его в десятичный вид, то получим уровень сигнала около 13,507Дб.

Размещено на Allbest.ru

...