16
Рисунок 1.2 - Схема технической архитектуры предприятия
Для супервайзеров, экспертов и руководителей подразделений:
- ОС: Windows 10 ent;
- Прикладное ПО: Citrix Receiver, MS Office 2016 Pro, IBM Lotus Notes, Google
Chrome, Cisco Jabber.
Рисунок 1.3 - Программная архитектура предприятия
Интернет
Серверная
Cisco WS-C3750-48P-L
Серверы
АРМ администратора
USN™ BUSINESS 303
Рабочие места сотрудников
USN™ BUSINESS 303USN™ BUSINESS 303
USN™ BUSINESS 303
………..
Cisco Catalyst WS-
C2960G-24TC-L
Cisco ISR4431
17
1.2. Характеристика комплекса задач, задачи и обоснование
необходимости автоматизации
1.2.1. Выбор комплекса задач автоматизации и характеристика
существующих процессов
Рассмотрим информационную модель Тульского университета (ТИЭИ).
Функциональная модель на деятельности университета представлена на
рисунке 1.4 (средствами программы Dia).
Функциональная модель на получение расписания занятий представлена
на рисунке 1.5 (в программе Dia).
Рисунок 1.4 – Функциональная модель «Деятельность института»
18
Рисунок 1.5 – Функциональная модель «Расписание занятий
института»
Данные, для обработки которых используются программные продукты,
хранятся в двух основных СУБД (1С: предприятие, MicrosoftAccess).
Информация о студенте – фамилия, имя, отчество, дата рождения, адрес,
телефон, форма обучения и т.д. – заносится в учебную карточку. В карточке
также записаны номера приказов о зачислении, восстановлении,
предоставлении академического отпуска, отчислении и др. На основании
сведений, содержащихся в учебной карточке по завершении обучения,
составляется оценочный лист и приложение к диплому. Работа по заполнению
учебных карточек, составлению сводных ведомостей по окончании сессии и
составление оценочного листа осуществляется сотрудниками деканата –
специалистами (методистами) по учебно-методической работе вручную. При
отчислении студентов (по различным причинам) выдается документ –
академическая справка или диплом о неполном высшем образовании. Бланки
перечисленных документов также заполняются вручную.
Рукописная система ведения записей имеет ряд недостатков:
19
– создание специальных условий хранения архива документов
(помещение, микроклимат, ответственное лицо, учет документов);
– дублирование информации;
– утеря информации.
1.2.2. Определение места проектируемой задачи в комплексе задач и ее
описание
В настоящий момент процесс обучения требует введение современных
робототизированных систем для осуществления обучению программированию,
а так же моделированию и построению 3Д моделей с помощью САПР.
Также отмечены значительные временные затраты на приобретение
материалов для сборки роботов, а также формирования сведений о наличии
материалов.
1.2.3 Обоснование необходимости использования вычислительной
техники для решения задачи
В качестве вычислительной техники используется локальный контроллер
на базе Ардуино подключенный к компьютеру. Для связи используется
стандартный последовательный интерфейс UART.
Это самый простой вариант подключения платы Ардуино к компьютеру.
Ничего не добавляет к плате. Осуществляем подключение к ней трех
проводной кабель или используется стандартный USB кабель.
Это самый распространенный последовательный интерфейс современных
микроконтроллеров.
Для обмена данными в UART есть 2 сигнала:
- RX – вход, через который происходит прием данных;
- TX – выход, через который данные передаются.
Оба сигнала дискретные, имеют логические уровни CMOS, т.е.:
20
- уровень логического 0 около 0 В;
- уровень логической 1 около 5 В.
Активный уровень сигналов – низкий. В режиме ожидания сигналы
находятся в высоком уровне.
Обмен данными осуществляется в асинхронном, дуплексном режиме. Это
значит, что в одном микроконтроллере передача данных может происходить
одновременно с приемом. Аппаратные части передатчика и приемника UART
полностью независимые.
Для работы с UART интерфейсом в системе Ардуино есть встроенный
класс Serial.
Использование функций Serial значительно облегчает разработку
приложений для последовательного порта. Класс считывает данные с
контроллера UART и записывает их в программный буфер. Это происходит по
прерыванию от контроллера, незаметно для основной программы. Передача
данных также происходит под управлением класса Serial. Для этого достаточно
загрузить данные в программный буфер функцией Serial.write().
Интерфейс UART радиальный, т.е. по линиям связи одного интерфейса
подключаются только 2 устройства. Выход TX одного устройства
подключается к входу RX второго. Сигнал TX второго UART устройства
соединяется с входом RX первого.
Для локального контроллера я использовал плату Arduino Nano (рисунок
1.6).
Рис. 1.6 - Схема подключения платы к ПК
21
1.2.4. Анализ системы обеспечения информационной безопасности и
защиты информации
Политика информационной безопасности отражает основные правила защиты
данных, процедуры, практические приемы и руководства в области информационной
безопасности.
В Политике информационной безопасности указывается, что к основным
объектам защиты относятся:
- информационные ресурсы, которые позволяют развивать деятельность,
обеспечивают конкурентоспособность во внешней среде;
- информационные технологии, позволяющие осуществлять сбор, обработку и
анализ информации;
- IT-инфраструктура, включающая в состав техническое и программное
обеспечение, каналы передачи данных и средства защиты информации.
Целью защиты данных на предприятии является защита информационных
отношений от несанкционированного доступа, атак и угроз со стороны сети
Интернет.
Кроме защиты IT-инфраструктуры и информационных ресурсов предприятия
достаточно много внимания уделяет защите конфиденциальной информации и
персональных данных сотрудников.
В системе защиты данных используется стандарт ISO 17799, который
регламентируют правила и нормы защиты данных, описывает рекомендации по
обеспечению информационной безопасности.
В соответствии с данным стандартом в Политике информационной
безопасности отражаются мероприятия для предотвращения попыток получения
несанкционированного доступа к информации, раскрытия конфиденциальных
данных.
Для защиты корпоративной сети создано несколько групп пользователей с
выделением:
- администратора сети, который имеет возможность управления Политикой
информационной безопасности, производить глобальное конфигурирование сети;
22
- пользователей (сотрудников структурных подразделений) с назначением прав
и привилегий в зависимости от выполняемых должностных обязанностей.
Для идентификации пользователей сетевым администратором используется
входящая в состав операционной системы Windows 10 служба Active Directory. В
данной службе для каждого сотрудника создана уникальная запись, которая
определяет рабочую группу.
Матрица распределения доступа сотрудников приведена в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Матрица распределения доступа сотрудников
Операции Сотрудник
Руководитель
структурного
подразделения
Администратор
Возможность создание новой
группы пользователей и
назначение ей идентификатора
Нет Нет Да
Конфигурирование
корпоративной сети
Нет Нет Да
Подключение к сегментам сети
в сети новых рабочих станций
Нет Нет Да
Конфигурирование и настройка
сервера баз данных
Нет Нет Да
Назначение прав доступа к
информационным ресурсам
Нет Нет Да
Доступ в сеть
Интернет
Нет
Да
Да
Доступ к серверу баз данных
Да
Да
Да
Возможность получения
доступа по протоколу SMTP
Да Да Да
В системе программной защиты используются модуль для распознавания лиц
MACROSCOP (MC-PO-002019), система криптозащиты КриптоПро CSP,
антивирусная программа Kaspersky Center, обеспечивающая защиту от вредоносного
программного обеспечения и вирусов.
Система криптозащиты КриптоПро CSP производит шифрование данных и
обеспечивает защиту документов с помощью электронной цифровой подписи.
В системе криптозащиты КриптоПро CSP поддерживаются средства
формирования секретного ключа и закрепления его за сообщениями, которые
отправляются через электронную почту [5].
К основным функциям системы криптозащиты КриптоПро CSP относятся:
23
- формирование симметричных и асимметричных ключей для обеспечения
защиты передаваемых данных от несанкционированного доступа;
- обеспечение целостности данных при их передаче через сеть Интернет и
внутри корпоративной сети
- создание надежной защиты от несанкционированного доступа при работе с
различным программным обеспечением;
- применение технологии доверенных платформенных модулей для повышения
уровня информационной безопасности.
Кроме программных средств защиты в системе защиты данных предприятия
используются инженерно-технические методы, в состав которых входит установка
камер видеонаблюдения, детекторов движения датчиков пожаротушения.
Установка камер видеонаблюдения позволяет сократить риски потери
конфиденциальной информации, обеспечить высокий уровень защиты имущества и
усилить в ночной период времени.
1.3. Анализ существующих разработок и выбор стратегии автоматизации
“КАК ДОЛЖНО БЫТЬ»
Построения функциональной модели предметной области
информационной системы мобильного робота проводилось с использования
методологии SADT, которая представляет собой совокупность методов,
правил и процедур, предназначенных для построения функциональной
модели предметной области, которая отображает функциональную
структуру производимые функции и действия, а также связи между ними [26].
Результат применения метода SADT - модель, которая состоит из
диаграмм, фрагментов текстов и глоссария со ссылками друг на друга.
Все функции и интерфейсы представляются диаграммами в виде,
соответственно, блоков и дуг. Место соединения дуги с блоком определяет
тип интерфейса [39].
24
Информационная роботехническая система предназначена для фиксации
фото и видео изображений, в следствии чего исходными данными (входами)
данной системы будут непосредственно эти изображения, которые будет
фиксировать web-камера. Управление системы будет программным и
независимым от человека, в процессе работы робота. В качестве механизмов
воздействия на систему будет использоваться программная среда Arduino, в
которой будет записываться программный код на языке C++, а так же система
автоматизированного проектирования (САПР) для разработки конструкции
робота. Выходом (результатом) системы будут файлы, сохраненные в формате
видео или изображения. На рисунке 1.7 показана структура функциональной
модели информационной робототехнической системы фиксации фото и видео
изображения с программным управлением, построенная с помощью программы
Ramus Educationa l [18] .
Рисунок 1.7 – Функциональная модель информационной
робототехнической системы
Раскроем структуру функциональной модели информационной
робототехнической системы. Для этого необходимо описать основные блоки,
входящие в модель, и соответствующие связи между этими блоками. Входную
25
информацию будет принимать web-камера (блок А1) и после обработки в
персональном компьютере (блок А5) на выходе будут файлы видео или
изображения. Программное управление будет воздействовать на плату
микроконтроллера Arduino (блок А2), которая с помощью механизмов
программной среды Arduino и языка С++ будет подавать логический сигнал на
драйвер двигателя (блок А4), который представляется усилителем тока.
Драйвер двигателя будет посылать сигналы в виде напряжения на движители
(блок А3) робота, расположенные на основании системы. Передвижение web-
камеры осуществляется с помощью движителей. Для точной компоновки
деталей робота и установки движителей на основании робота требуется
спроектировать его твердотельную 3Д модель с помощью САПР. На рисунке
1.8 показана декомпозиция диаграммы функциональной модели
информационной робототехнической системы.
Рисунок 1.8 – Декомпозиция диаграммы функциональной
модели информационной робототехнической системы
Таким образом, при проектировании информационной роботехнической
системы фиксации фото и видео изображений с программным управлением