Модельно-ориентированная разработка программного обеспечения для сетевого управления оборудованием автомобильной техники

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В составе оборудования автомобильной техники используются различные устройства и системы, соединённые по бортовой сети с электронным блоком управления. Такие устройства и системы, которые обеспечивают работоспособность транспортного средства или являются элементами технологических установок, имея микропроцессорное управление, основаны на различных физических принципах. Проектировщики таких устройств и систем могут не иметь достаточных знаний и опыта для самостоятельной разработки программного обеспечения, что относится и к разработке программного обеспечения для сетевого управления.

Цель работы — разработка программного обеспечения для информационной подсистемы технического устройства, которая осуществляет взаимодействие с электронным блоком управления по бортовой сети в составе оборудования автомобильной техники, а также иллюстрация применения средств модельно-ориентированного программирования в этой разработке.

Методы и материалы. Дано комплексное описание технических решений, направленных на достижение заявленной цели с применением методов системного анализа и методов разработки и отладки программного обеспечения. Согласно этим методам, средства модельно-ориентированного программирования применены в качестве обработчиков встроенных интерфейсных модулей микроконтроллера и элементов компоновки программного обеспечения. На языке C, при этом, разработаны элементы программного обеспечения для обработки принятых сообщений, осуществления действий с данными, полученными в них, и формирования ответных сообщений.

Результаты. Разработано программное обеспечение, осуществляющее обработку сообщений, принятых устройством, подчинённым по сети CAN электронному блоку управления, формирование ответных сообщений, адресованных этому блоку, и их отправку. Учтён способ доступа к приёмному буферу сетевого интерфейса и приоритетность выполнения программного обеспечения.

Заключение. Показано, что модельно-ориентированное программирование в сочетании со средствами программирования на основе структурированного текста является эффективной технологией разработки программного обеспечения, удобной для применения проектировщиками технических устройств и систем, основанных на различных физических принципах и требующих микропроцессорного управления. В частности, сказанное следует отнести к специалистам в области электротехники и электромеханики, разрабатывающим оборудование для автомобильной техники.

Об авторах

Игорь Сергеевич Полющенков

Рубикон – Инновация

Автор, ответственный за переписку.
Email: polyushenckov.igor@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6023-9927
SPIN-код: 9795-8775

канд. техн. наук, инженер

Россия, Смоленск

Список литературы

  1. Плотников Д.А. Оценка времени отклика элементов в модульных информационно-измерительных и управляющих системах, использующих интерфейс CAN // Известия вузов. Северокавказский регион. Серия: Технические науки. 2017. № 1(193). С. 13–18.
  2. Савельев А.М. Мультиплексная система автомобильного тренажера // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2012. № 2(3). С. 124–126.
  3. Сирая Е.В. Использование мультиплексных каналов для управления электрическими аппаратами на электроподвижном составе // Известия Петербургского университета путей сообщения. 2012. № 4(33). С. 67–72.
  4. Юнусова Л.Р., Магсумова А.Р. Автомобильная шина CAN — подходы и реализация // Проблемы науки. 2019. № 7(43). С. 17–20.
  5. Хвощ С.Т., Луковкин А.В., Лютов А.Г. Применение шины CAN-Bus в распределенных системах сбора и обработки информации в реальном масштабе времени // Информационно-управляющие системы. 2002. № 1. С. 35–39.
  6. Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. М.: Горячая линия — Телеком, 2009.
  7. Полющенков И.С. Модельно-ориентированное программирование как инструмент инженера-электромеханика // Вестник ИГЭУ. 2023. №. 1. С. 60–70. doi: 10.17588/2072-2672.2023.1.060-070
  8. Waijung Blockset [internet] Режим доступа: http://waijung.aimagin.com дата обращения: 29.05.2023
  9. Подбельский В.В., Фомин С.С. Курс программирования на языке Си: учебник. М.: ДМК Пресс, 2012.
  10. Полющенков И.С. Разработка программного обеспечения электропривода для группового управления в электромеханической системе // Вестник ИГЭУ. 2022. №. 4. С. 53–63. doi: 10.17588/2072-2672.2022.4.053-063
  11. Полющенков И.С. Разработка системы управления электропривода панорамных стеклоочистителей и ее исследование // Известия МГТУ “МАМИ“. 2022. Т. 16. № 4. C. 345–356. doi: 10.17816/2074-0530-109188

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Сетевое управление оборудованием автомобильной техники: a) функциональная схема устройства с микропроцессорным управлением; b) структурная схема сопряжения устройств в сети CAN; c) структура протокола J1939.

Скачать (298KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Модельные схемы для компоновки программного обеспечения: a) обработчик прерывания при переполнении счёта таймера; b) обработчик прерывания при программной или аппаратной установке системного флага; c) обработчик программного флага.

Скачать (123KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Формат сообщения в сети CAN согласно протоколу J1939.

Скачать (106KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Модельная схема для выделения полей из идентификатора сообщения (a); модельная схема для формирования идентификатора сообщения (b); модельные подсистемы (c).

Скачать (371KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Листинги функций для упаковывания и распаковывания данных: a) упаковывание четырёх байтов в блок формата uint32; b) распаковывание блока формата uint32 в число формата float; c) упаковывание числа формата float в блок формата uint32.

Скачать (127KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Циклический доступ к приёмному буферу CAN по прерыванию при переполнении тактирующего таймера: a) блок-схема; b) модельная подсистема цикла do–while; c) модельная схема для цикличного обращения к приёмному буферу CAN; d) обработчик сообщений.

Скачать (224KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Обработка очереди сообщений: a) блок-схема; b) временная диаграмма.

Скачать (206KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Доступ к приёмному буферу по прерыванию от модуля CAN: a) блок-схема; b) модельная схема для обработки прерывания от модуля CAN; c) модельная схема для обращения к приёмному буферу модуля CAN.

Скачать (183KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Отправка ответных сообщений по сети CAN: a) модельная схема для отправки сообщения; b) модельная схема для контроля результата отправки сообщения.

Скачать (151KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2023

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».