Комплексная интерактивная система по контролю и обеспечению жизнедеятельности растений

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 03 Октября 2013 в 22:10, дипломная работа

Описание

Возможной областью внедрения создаваемого нового комплекса являются частные (домашние) оранжереи и производственные или декоративные оранжереи, например, оранжерея Ботанического Сада города Санкт-Петербурга. Предварительное исследование вопроса показывает целесообразность такого рода исследований, поскольку на настоящий момент в городской оранжерее из систем автоматизации присутствует только контроль температуры воздуха в устаревшем исполнении – термометр и вентиль на систему отопления. Детали будут рассмотрены ниже. Необходимо отметить, что разрабатываемый в дипломе комплекс прошел успешные испытания в частных оранжереях и в Ботаническом Саду. По итогам применения выдан акт о внедрении (копия в приложении Б).

Содержание

Введение 9
Краткий обзор объектов поддержания жизнедеятельности растений 11
1.1 Оранжерея Санкт-Петербургского Ботанического сада 12
1.2 Контейнерное садоводство 15
1.3 Орхидеи 17
Аппаратная реализация исполнительного комплекса 19
2.1 Общая схема комплекса 19
2.2 Блок АЦП/ЦАП 21
2.3 Аппаратные особенности АЦП/ЦАП 25
2.4 Программные драйверы 26
2.5 Режимы синхронизации АЦП/ЦАП 30
2.6 Инсталляция в Visual Matlab 31
Сенсорная периферия: датчики и исполнительные устройства 35
Датчики контроля параметров 36
3.1.1 Датчик температуры 36
3.1.2 Датчик влажности почвы 38
3.1.3 Датчик освещенности 39
3.1.1 Датчик влажности воздуха 41
Устройства управления 43
3.2.1 Помпа 43
3.2.2 Электрическая штора 44
3.2.3 Увлажнитель 45
3.2.4 Веб-камера 45
Реализация комплекса 46
Основная программа обслуживания 47
Пример программ для датчиков 49
Передача данных в интернет 51
Структурная схема передачи данных в интернет 51
Программа обслуживания передачи данных в интернет 52
Технология передачи данных 53
5.3.1 Формат данных XML 53
5.3.2 Чтение данных из XML - документа 56
5.3.3 Запись данных в XML - документ 58
5.4 Использование технологии Ajax 59
5.5 Интерфейс сайта поддержки, разработанного комплекса 62
Разработка элементов бизнес-плана 64
6.1 Анализ рынка сбыта 64
6.2 Конкурентоспособность предложения услуги 64
6.3. Стратегия ценообразования и формирование цены на товар 65
6.4. Приоритетная стратегия продвижения товара на рынок 65
6.5 Технические параметры системы поискового продвижения
web-сайтов 67
6.6 Производственный план 67
6.6.1 Расчет длительности разработки 67
6.6.2 Расчет себестоимости разработки 72
6.7 Организационный план 75
6.8 Финансовый план 75
6.9 Оценка экономической эффективности инвестиционного
проекта 76
6.10 Анализ рисков и неопределенностей 80
Безопасность жизнедеятельности 81
Характеристика условий труда программиста 82
Требования к производственным помещениям 83
Освещение 83
Параметры микроклимата 85
Шум и вибрация 87
Вентиляция рабочего помещения 88
Электромагнитное и ионизирующее излучения 89
Электрическая безопасность 92
Эргономические требования к рабочему месту 93
Режим труда 99
Проектирование и расчет искусственного освещения 101
Противопожарная защита 105
Требования к контролю параметров среды 107
Заключение 108
Список использованных источников 109

Работа состоит из  1 файл

Диплом_last.doc

— 9.69 Мб (Скачать документ)

Оптимальные значения параметров микроклимата приведены в таблице 11.

Таблица 11 – Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ВДТ и ПК

 

Период  года

 

Категория работ

Температура воздуха, град.С

  не более

Относительная влажность воздуха, %

Скорость  движения воздуха, м / с

Холодный

Легкая  – 1а

22 –  24

40 –  60

0.1

Теплый

Легкая  – 1а

23 –  25

40 –  60

0.1


 

К категории 1а относятся  работы, производимые сидя и не требующие  физического напряжения,  при  которых расход энергии составляет до 120 ккал/ч. К категории 1б относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторым физическим напряжением, при которых расход   энергии составляет от 120 до 150 ккал/ч.

В целом, в используемом помещении эти требования выполняются.

Уровни положительных  и отрицательных аэроионов в  воздухе помещений с ВДТ и  ПК должны соответствовать нормам СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 “Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы”, приведенным в таблице 12.

 

 

 

 

Таблица 12 – Уровни ионизации воздуха помещений при работе на ВДТ и ПК

Уровни

Число ионов  в 1 куб.см воздуха

n+

n-

Минимально  необходимые

400

600

Оптимальные

1500-3000

3000-5000

Максимально допустимые

50000

50000


 

7.2.3 Шум и вибрация

Шум ухудшает условия  труда оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в  условиях длительного шумового воздействия  испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Такие нарушения в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональном состоянии человека вплоть до стрессовых. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительное воздействие интенсивного шума [выше 80 дБ(А)] на слух человека приводит к его частичной или полной потере.

При выполнении основной работы на ВДТ и ПЭВМ, в помещениях, где работают инженерно-технические  работники, осуществляющие лабораторный, аналитический или измерительный контроль, уровень шума не должен превышать 50 дБА.

Шум на рабочих местах не должен превышать допустимых уровней, значения которых приведены в  СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 “Гигиенические требования к видео дисплейным терминалам, персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы”. В таблице 13 приведены уровни звукового давления в октавных полосах частот для рабочего места программиста ЭВМ. Помещение расположено на территории, где не работают сильные источники шума, рассматриваемое помещение находится на достаточном расстоянии от шумных улиц и автомагистралей.

 

Таблица 13 – Предельно допустимые уровни шума

 

Рабочее

место

Уровни  звукового давления, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

Ур-ни звука,  
дБа

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Помещение комитета

86

71

61

54

49

45

42

40

39

50


 

Проведённые измерения  показали, что суммарный шум, создаваемый  звуками работающих компьютеров  и периферийного оборудования, на рабочих местах не превышает предельно допустимого уровня, помещение соответствует всем требованиям.

Воздействие вибрации, инфра- и ультразвука в помещении  практически отсутствует.

 

7.2.4 Вентиляция рабочего помещения

В соответствии с санитарными  норами СН 245-71 все производственные помещения должны вентилироваться. Задачей вентиляции является обеспечение чистоты помещения. По способу перемещения воздуха вентиляция разделается на естественную и механическую. Естественная осуществляется за счет разности температур воздуха помещения и наружного воздуха, а также ветра. В механической вентиляции воздухообмен осуществляется за счет напора, создаваемого вентилятором. В офисном помещении используется естественная вентиляция.

При расчете необходимого воздухообмена учитывается число человек, работающих в помещении – n, нормируемое СН 245-71 значение объема и количества воздуха на одного работающего L. Количество воздуха определяется по следующей формуле (28):

Ln=n*L,    (28)

где  L- количество воздуха на одного работающего в помещении;

        n- количество работающих в помещении.

Для помещений данного  класса допускается предусматривать  периодически действующую естественную вентиляцию, то есть периодическое  проветривание помещения в течение  рабочего дня.

В офисном помещении размерами 3.5 х 4м х 2.5м и объемом 35 м3 находится одно рабочее место, следовательно, на работающего приходится объем 35м3. В этих условиях согласно санитарным норам СН 245-71 необходимо обеспечить подачу наружного воздуха в количестве (L), не менее 20м3/ч на каждого работающего. Соответственно объем приточного воздуха должен быть не менее 20 м3/ч.

 

7.2.5 Электромагнитные излучения

Устройства визуального  отображения информации генерируют несколько типов излучений. Человек  подвергается воздействию электромагнитного и электростатического полей, так как ПК и видеотерминалы на электронно-лучевых трубках являются источниками широкополосных электромагнитных излучений: мягкого рентгеновского, ультрафиолетового, ближнего инфракрасного, радиочастотного, сверхвысокочастотного и инфранизкочастотного диапазона, а также электростатических полей. Мощность рентгеновского  излучения ВДТ в  любой  точке  на расстоянии 0,05  м  от экрана  и корпуса при любых  положениях регулировочных устройств не должна  превышать значения, соответствующего эквивалентной дозе, равной 0,1 мбэр/час (100 мкР/час) согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений приведены в таблице 14

 

Таблица 14  – Допустимые значения параметров неионизирующих

электромагнитных излучений (СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03)

Наименование  параметров

Допустимое  значение

Напряженность электромагнитного поля по электрической  составляющей на расстоянии 50 см от поверхности  видеомонитора

10 В  / м

Напряженность электромагнитного поля по магнитной составляющей на расстоянии 50 см от поверхности видеомонитора

0,3 А  / м

Напряженность электростатического поля не должна превышать для взрослых пользователей

 

20 кВ / м

Напряженность электромагнитного поля на расстоянии 50 см вокруг ВДТ по электрической составляющей должна быть не более:

  • в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц
  • в диапазоне частот 2 – 400 кГц

 

 

 

25 В  / м

2,5 В  / м

Плотность магнитного потока должна быть не более:

  • в диапазоне частот 5 Гц – 2 кГц
  • в диапазоне частот 2 – 400 кГц

 

 

250 нТл

25 нТл

Поверхностный электростатический потенциал не должен превышать

500 В


 

Для предупреждения вредного влияния излучений, создаваемых  экраном монитора, на организм человека, на рабочих местах применяются следующие способы защиты:

    • время работы на ПК ограничено семью часами в сутки, каждые полтора часа производятся 10-ти минутные перерывы;
    • расстояние между экраном монитора ПК и глазами работающего составляет не менее 500 мм;

Сотовый телефон является малогабаритным приемопередатчиком. Мощность излучения  является величиной переменной, в значительной степени зависящей от состояния канала связи "мобильный радиотелефон – базовая станция", т. е. чем выше уровень сигнала базовой станции в месте приема, тем меньше мощность излучения сотового телефона. Максимальная мощность находится в границах 0,125–1 Вт. Наибольшей выходной  мощностью характеризуются телефоны стандарта NMT-450 (номинальная мощность около 1 Вт), меньшей - GSM-900 (0,25 Вт)  и самой меньшей стандарта GSM-1800 (0,125Вт).

Согласно существующим в России временным допустимым уровням электромагнитных излучений  плотность потока (ПП) на пользователей мобильных телефонов не должна превышать 100  мкВт/см2. Необходимо отметить, что в природных условиях значение плотности потока высокочастотного излучения исчезающе мало и составляет  лишь 10-15 мкВт/см2.

По международным требованиям  излучающую мощность сотовых телефонов  измеряют в единицах SAR. SAR (Specific Adsorption Rate) -  удельная поглощенная мощность, выраженная на единицу массы тела или ткани. В единицах СИ SAR определяется в ваттах на 1 кг (Вт/кг).  До недавнего времени верхней границей значения SAR в Европе считалась величина 2 Вт/кг. Общепринята следующая градация величин SAR для мобильных телефонов приведена в таблице 15:

 

Таблица 15 – Градация величин SAR

Очень низкая облучающая способность

SAR < 0.2 Вт/кг

Низкая облучающая способность

SAR от 0.2 до 0.5 Вт/кг

Средняя облучающая способность

SAR от 0.5 до 1.0 Вт/кг

Высокая облучающая способность

SAR > 1.0 Вт/кг


 

7.2.6 Электрическая безопасность

Помещение офиса не относится  к помещениям повышенной опасности, так как являются сухими, не жаркими, с токонепроводящим полом; отсутствует возможность одновременного прикосновения человека к заземленным металлоконструкциям с одной стороны и металлическим корпусам электрооборудования с другой. Перечисленные факторы позволяют не принимать специальные меры для повышения электрической безопасности.

Для питания  персонального компьютера используется однофазная трехпроводная электрическая сеть 220В, 50 Гц. Нейтраль питающего трансформатора заземлена. Согласно ГОСТ 12.1.030-81, защитному заземлению или занулению подлежат металлические токонепроводящие части оборудования, которые из-за неисправности изоляции могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей. При этом в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных по условиям поражения человека электрическим током, а также в наружных электроустановках заземлению или занулению подлежат электроустановки с напряжением выше 42В переменного и 110В постоянного тока, а в помещениях без повышенной опасности – при напряжении 380В и выше переменного и 440В и выше постоянного тока. Во взрывоопасных помещениях все установки обязательно заземляются независимо от величины питающих напряжений. Поэтому в нашем случае согласно ГОСТ 12.1.030-81 никаких дополнительных мер принимать не надо. Однако, зануление выполняется автоматически при включении компьютера в сеть.

 Сопротивление изоляции  силовой и осветительной сети  напряжением до 1000 В на участке между двумя смежными предохранителями или любым проводом и землей составляет не менее 0.5 МОм.

Эффективным средством  защиты от токов перегрузки и короткого  замыкания является использование  плавких предохранителей или  автоматов защиты. Для этого необходимо правильно выбрать нужный тип плавкого предохранителя или автомата защиты в соответствии с техническими условиями безопасности. Для предотвращения возгорания из-за короткого замыкания внутренних схем ПЭВМ, в источник питания компьютера устанавливается плавкий предохранитель. В таблице 12 приведены примерно допустимые уровни при аварийном рабочем режиме

 

Таблица 16 – Предельно допустимые уровни при аварийном рабочем режиме

Род и частота тока

Нормируемая величина

Продолжительность воздействия t, c

0.2

0.4

0.8

1.0

Более 1.0

Переменный, 50 Гц

Uпр, В

250

125

45

50

34

Iч, мА

250

125

45

50

4


7.3 Эргономические требования к рабочему месту

Проектирование рабочих  мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важных проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники.

Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы. В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения.

Информация о работе Комплексная интерактивная система по контролю и обеспечению жизнедеятельности растений