Бортовой терминал КТ-56

Для подчёркивания  преимуществ языка программирования C# , хотелось бы указать недостатки C++, к которым можно отнести:  
− Сложность и избыточность, из-за которых C++ трудно изучать, а построение компилятора сопряжено с большим количеством проблем. В частности:

а) Многие конструкции С++ позволяют делать то же самое, что и конструкции С, также присутствующие в С++;

б) Поддержка  множественного наследования реализации в ООП-подсистеме языка вызывает целый ряд логических проблем, а также создаёт дополнительные трудности в реализации компилятора;

в) Иногда шаблоны приводят к порождению кода очень большого объёма. Для снижения размера машинного кода можно  специальным образом подготавливать исходный код. Другим решением является стандартизованная ещё в 1998 году возможность экспорта шаблонов.

− Метапрограммирование на основе шаблонов C++ сложно и при этом ограничено в возможностях. Оно состоит в реализации средствами шаблонов C++ интерпретатора примитивного функционального языка программирования, выполняющегося во время компиляции. Сама по себе данная возможность весьма привлекательна, но такой код весьма трудно воспринимать и отлаживать.

Среди возможностей С# необходимо особо отметить следующие:

− полная поддержка классов и объектно-ориентированного программирования, включая наследование реализации и интерфейсов, виртуальные функции и перегрузку операций;

− согласованный и четко определенный набор базовых типов;

−  автоматическая очистка динамически распределяемой памяти;

−средство маркировки классов и методов пользовательскими атрибутами. Это может быть полезно для документирования и может иметь некоторый эффект при компиляции (например, помеченные методы могут компилироваться только для отладочных сборок);

− указатели и прямой доступ в память при необходимости доступны, но язык спроектирован так, что в большинстве случаев без них можно обойтись;

− поддержка свойств и событий в стиле Visual Basic;

− простым изменением опций компилятора можно собирать либо исполняемые программы, либо библиотеки компонентов NET, которые могут быть вызваны из стороннего кода — так же, как это делается с элементами управления Active X (СОМ-компонентами).

Недостатками C# являются влияние на использование  памяти и производительность. Среда .NET Compact Framework, которая требуется для поддержки C# увеличивает размер ядра CE на несколько мегабайтов. Динамическая компиляция с проверкой во время выполнения работает медленнее, чем собственный код C/C++. Периодически должны выполняться процедуры сборки мусора для восстановления памяти из брошенных объектов кучи, и возможно даже удаления некоторого кода из кэша кода. Во время сборки мусора все потоки должны приостанавливаться, и это может иметь отрицательное влияние на производительность системы в реальном времени.

.NET спроектирована как новая среда, в рамках которой можно разработать практически любое приложение для Windows, в то время как С# — новый язык программирования, предназначенный специально для работы с .NET. Грубо говоря, .NET — это каркас, API-интерфейс для программирования на платформе Windows. Вместе с .NET Framework, С# представляет собой язык, спроектированный "с нуля", предназначенный для работы с .NET и впитавший в себя все достижения прогресса сред разработки и понимание принципов объектно-ориентированного программирования, которое выкристаллизовалось за последние 20 лет.

С# предоставляет средства для кодирования программного обеспечения практически любого типа или компонентов, которые может понадобиться написать для платформы Windows. Между тем, С# и .NET призваны перевернуть способ написания программ, и сделать программирование для Windows намного легче, чем оно когда-либо было.

Можно выделить некоторые преимущества .NET:

− Объектно-ориентированное программирование − и среда .NET Framework, и С# изначально полностью базировались на объектно-ориентированных принципах.

− Хороший дизайн − библиотека базовых классов, которая спроектирована "с нуля", исключительно интуитивно понятным образом.

− Разделение кода − среда .NET полностью изменила способ разделения кода между приложениями, введя концепцию сборки (assembly), которая заменила традиционные библиотеки DLL. Сборки имеют форматные средства для указания версий, и одновременно в системе могут существовать разные версии одних и тех же сборок.

− Повышенная безопасность − каждая сборка также может содержать встроенную информацию безопасности, которая в точности описывает, кому и каким категориям пользователей или процессов какие методы каких классов разрешено вызывать. Это обеспечивает очень высокую степень контроля за тем, как могут использоваться сборки, которые поставляются.

− Инсталляция с нулевым воздействием − существует два типа сборок: разделяемые и приватные. Разделяемые сборки — это обычные библиотеки, доступные всему программному обеспечению, в то время как приватные сборки предназначены для использования совершенно определенными программами. Приватные сборки полностью самодостаточны, поэтому процесс инсталляции прост. Нет никаких элементов реестра, нужные файлы просто помещаются в соответствующую папку файловой системы.

− Visual Studio 2005 − .NET поставляется со средой разработки Visual Studio 2005, которая одинаково хорошо справляется с языками C++, С#, J# и Visual Basic 2005, а также с ASP.NET Visual Studio 2005 интегрирует в себе все лучшие средства соответствующих специфичных языковых сред Visual Studio .NET 2002/2003 и Visual Studio 6.

− C# представляет собой новый объектно-ориентированный язык, предназначенный для применения с .NET.

Недостатками  платформы .NET являются:

− снижение скорости работы приложений, написанных под платформу .NET;

− необходимость наличия библиотеки FrameWork.

 

5. Функциональная схема программного  продукта с расширенным описанием  функций

Программа «Симулятор FMS интерфейса»,  разрабатывалась с целью обеспечения подмены очень важного, громоздкого звена, такого как автомобиль, из процессов разработки, настройки и диагностирования аппаратно-программного комплекса «Сириус навигатор», что позволит очень сильно упростить и удешевить выше перечисленные этапы. К разрабатываемой программе заказчиком были предъявлены основные требования, такие как:

- Возможность  работы с файлами

- Наглядность  работы с данными FMS стандарта

- Работа  с адаптером USB-to-CAN

- Возможность  гибкой и в то же время  простой настройки режима работы  программы. 

В связи  с предъявленными требованиями, программу  укрупнено можно разделить на характерные модули, представленные на рисунке 7.

Модуль настроек – предназначен для адаптации программы к подключаемым устройствам. Реализован в виде отдельной закладки и содержит функции, позволяющие конфигурировать как состав FMS стандарта, так и параметры адаптера.

Модуль выбора источника – содержит в себе инструменты, позволяющие легко выбрать один из трёх источников, содержащих данные FMS стандарта. Наличие такого модуля связано с необходимостью выборки данных как с заранее подготовленных файлов, так и из источников, работающих в on-line режиме.

Обработка передачи данных FMS стандарта реализована в многопоточном варианте (см. рис. 8), а именно, при нажатии на кнопку «Старт», под каждый тип посылки FMS стандарта создаются потоки с таймерами, периоды которых определены интервалами передачи типов посылок. В соответствии с FMS стандартом, при достижении периода, каждым потоком вызывается свой метод формирования посылки, при этом контролируются исключительные права на используемые ресурсы. Направление передачи потока FMS данных определяется настройками режима работы программы, и может быть следующим:

- запись  в файл;

- обновление  таблицы отображения параметров;

- передача  данных на адаптер USB-to-CAN.

При нажатии  кнопки «Стоп» в процессе передачи. Таймера останавливаются, посредством  закрытия потоков, и передача данных прекращается.    

   Рис. 8 Модульная структура программы «Симулятор FMS стандарта» 

Модуль работы с файлом источником – позволяет пользователю организовать выборку данных из файла посредством запуска компонента OpenFileDialog, чем позволяет определиться с файлом, с которого считываются данные. Так же содержит функции для отображения пути подключаемого файла, с помощью присвоения значения свойства Text компонента TextBox свойства FileName компонента OpenFileDialog.

 

Модуль симулятора – позволяет пользователю работать с интерфейсом напоминающим интерфейс приборной панели автомобиля, тем самым облегчить контроль и восприятие передаваемой информации в комплексе.

Содержит  модуль обработки данных FMS стандарта, а именно:

- скорость  транспортного средства;

- состояние  педали сцепления;

- состояние  педали тормоза;

- состояние  круиз контроля;

- состояние вала отбора мощности;

- состояние  педали акселератора;

- расход  топлива транспортным средством  с момента выпуска;

- уровень  топлива;

- обороты  работы двигателя;

- нагрузка  на ось;

- общее  время работы двигателя;

- идентификационный  номер транспортного средства (VIN);

- общий  пробег транспортным средством;

- пробег  до очередного сервисного обслуживания;

- наличие  движения транспортным средством;

- превышение  скорости движения транспортным  средством;

- параметры  работы водителя 1;

- параметры  работы водителя 2;

- направление  движения транспортным средством.

 

• Модуль работы с адаптером – позволяет выполнить приём данных с CAN шины,  тем самым обеспечивается возможность приёма данных с CAN шины автомобиля, для сохранения информации в файл, или on-line анализа.

 

• Модуль выбора приёмника – содержит в себе инструменты позволяющие легко выбрать один из трёх приёмников принимающих данные FMS стандарта, наличие такого модуля связано с необходимостью сохранения данных как в файл, так и в приёмник работающий в on-line режиме.

Обработка приёма данных FMS стандарта реализована следующим образом, смотри Рис.2.3. При нажатии на кнопку «Старт», запускается процесс считывания данных, и в зависимости от настройки режима работы приёмника, а именно:

- чтение  из файла;

- обновления  таблицы параметров;

- приём  данных с CAN адаптера.

Запускается либо метод анализа строки, либо метод обновления таблицы параметров, либо метод анализа массива, поступившего с адаптера. При нажатии кнопки «Стоп», процесс считывания данных останавливается.

 

• Модуль работы с файлом приёмником - позволяет пользователю организовать запись данных в файл посредством запуска компонента SaveFileDialog, чем позволяет определиться с файлом в который записываются данные. Так же содержит функции для отображения пути подключаемого файла, с помощью присвоения значения свойства Text компонента TextBox свойства FileName компонента SaveFileDialog.
• Модуль работы с таблицей параметров – предназначен для отображения данных в доступной для понимания форме, целью является контроль значений принимаемых параметров.

 

6. Экономическая и практическая  целесообразность разрабатываемой  системы

 

Каждая компания, выстраивая свой бизнес, на определенном этапе  развития должна повышать свою конкурентоспособность. Это подразумевает, в том числе, выполнение поставленной задачи в короткие сроки. Одним из способов реализации этой стратегии является программа-симулятор FMS стандарта, которая предназначена для облегчения процесса тестирования и наладки работы взаимодействия систем мониторинга автотранспорта «Сириус навигатор» с автомобилями, оснащёнными FMS интерфейсом.

Система мониторинга автотранспорта «Сириус навигатор» представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из клиентского и серверного программных обеспечений, а также бортового терминала, устанавливаемого на контролируемое транспортное средство.

При использовании программно-аппаратного  комплекса у клиентов появится возможность оперативно определять:

− местоположение транспортного средства;

− траекторию его движения за любой промежуток времени;

− скоростной режим движения;

− параметры работы автомобиля и так далее,

а также составлять текстовые и графические документы, которые фиксируют всю доступную информацию по транспортному средству.

В связи с тем, что  для отладки и тестирования системы  мониторинга подключение системы  к движущемуся автомобилю не представляется возможным, появилась необходимость  создания данной программы-симулятора, которая генерирует данные, соответствующие FMS стандарту, отображающие возможные режимы работы автомобиля, и задающиеся посредством изменения доступных в программе параметров.

На рынке  существуют программы, подобные разработанной в дипломном проекте, однако, они нуждаются в доработке и улучшении, что не реализуемо, так как исходный код закрытый.