Разработка программного обеспечения для охранного мониторинга

Содержание
Введение…………………………………………………………...…….……...7
1 Постановка задачи и выбор средства разработки…...……………….……..8
1.1 Анализ предметной бласти………………………………........…….8
1.2 Требования к разработке…………………………………………….8
1.3 Выбор средства разработки………………………………………....9
1.4 Структура программного продукта……………………..………...10
2 Проектирование базы данных……………………………………..…….....12
2.1 Основы теории баз данных……………………………….……......12
2.2 Особенности проектирования баз данных…………….…….……17
2.3 Установка MySQL……………………………………………..…...21
2.4 Среда разработки и администрирования MySQL……..……...…22
2.5 Создание базы……………………………………………..………..26
2.6 Создание таблиц……………………………………..……………..28
3 Разарботка программного продукта…………………………….………….31
3.1 Создание интерфейса программы…………………………………31
3.2 Создание модуля для доступа к базе данных………….………….38
3.3 Создание потока отслеживания тревог…………………………...40
3.4 Обработка команд……………………………...…………………...42
3.5 Разработка программы обработки пакетов сигнала…..………….49
3.6 Создание классов для доступа и работы с базой данных…….….53
3.7 Разработка модуля для работы с RS-232………………………….56
3.8 Разработка основного алгоритма работы сервера……..…………59
4 Технико-экономическое обоснование……………………………….……..63
4.1 Определение объема и трудоемкости разработки программного
обеспечения……………………………………………………………..63
4.2 Расчет затрат на разработку информационных технологий..........68
4.3 Вывод по расчету затрат на разработку информационных
технологий……………………………………………………………..74
5 Безопасность жизнедеятельности…………………………………...……..75
5.1 Анализ условий труда……………………………………..……….75
5.2 Защитное заземление, зануление…………………...……………..71
5.3 Расчет системы кондиционирования помещения……..………….76
Заключение………………………………………………..…......…………….85
Список используемой литературы …………………..………………………86
1 Постановка задачи и выбор средства разработки
В дипломном проекте в соответствии с заданием автоматизируется
деятельность ПЦН, осуществляющих наблюдение охраняемых объектов.
Предметом области автоматизации являются некоторые функции
деятельности операторов ПЦН. Основное направление деятельности
компании по мониторингу - осуществление охранного мониторинга
объектов. Основными объектами являются : магазины, ломбарды, офисы,
квартиры и другие объекты.

1.1 Анализ предметной области
Все операции по осуществлению мониторинга выполняют операторы
ПЦН, с помощью не сетевого программного обеспечения, т. е. для
внесения изменения в карточку объекта, необходимо вручную произвести
изменения на каждом компьютере. С ростом числа объектов,
увеличивается общее время выполнения операций по внесению изменений
в карточку объекта. Так же все события от объектов приходиться
выполнять на каждом компьютере.
Для реализации выше указанных проблем можно сформулировать
следующие задачи :
- проектирование и создание общей базы данных. Сущность задачи
состоит в создании таблиц базы данных и разработке структуры данных;
-разработка единого серверного программного обеспечения.
Сущность задачи состоит в разработке программы-сервера для обработки
поступающих сигналов с объектов;
- разработка программного обеспечения для контроля поступающих
сигналов. Сущность задачи состоит в написании сетевой версии
программы для операторов ПЦН.
В дипломном проекте предлагается полностью перейти на сетевую
версию работы базы данных и всего программного обеспечения ПЦН.

1.2 Требования к разработке
При разработке программного обеспечения были поставлены
следующие требования:
- возможность функционирования в рамках внутренней локальной
сети предприятия;
- регистрация всей информации связанной с объектами;
- хранение данных о состоянии объекта;
- возможность выдачи информации на экран монитора;
- обеспечение высокой надежности хранения информации
- возможность расчета технологических данных заказа.
Представленные выше требования к программному обеспечению,
могут быть реализованы при помощи выбора средств разработки, отвечающих
данным требованиям.

1.3 Выбор средства разработк
Для обеспечения высокой надежности хранения данных была
выбрана система управления баз данных - MySQL. MySQL- очень
быстрая, надежная система управления реляционными базами данных
(СУРБД). База данных позволяет эффективно хранить, искать, сортировать
и получать данные. Сервер MySQL управляет доступом к данным,
позволяя работать с ними одновременно нескольким пользователям,
обеспечивает быстрый доступ к данным и гарантирует предоставление
доступа только имеющим на это право пользователям. Следовательно,
MySQL является многопользовательским, многопотоковым сервером.Он
применяет SQL (Structured Query Language - язык структурированных
запросов), используемый по всему миру стандартный язык запросов в базы
данных. MySQL появился на рынке в 1996 г., но его разработка началась
еще в 1979 г.
В настоящее время пакет MySQL доступен как программное
обеспечение с открытым исходным кодом, но в случае необходимости
можно получить и коммерческие лицензии.. Она обеспечивает доступ к
обширным ресурсам, ведущую в отрасли производительность и
масштабируемость корпоративного класса, высочайший уровень
безопасности, высочайший уровень доступности и высочайший уровень
надежности . MySQL написана на языках C и C++ и работает под
управлением различных операционных систем. Есть примеры применения
MySQL для поддержания баз данных состоящих из 60000 таблиц,
насчитывающих более 5 млрд. строк.
Выбор операционной системы для сервера базы данных и сервера
обработки сигналов пал на Ubuntu, и MySQL ка нельзя больше подходит
для этой ОС. Ubuntu - операционная система, основанная на Debian
GNU/Linux. Основным разработчиком и спонсором является компания
Canonical. В настоящее время проект активно развивается и
поддерживается свободным сообществом.
По утверждениям Canonical, операционную систему Ubuntu
использует примерно 20 миллионов пользователей, что делает его самым
популярным дистрибутивом Linux для десктопов. Он является 4-м в списке
самых популярных дистрибутивов Linux для серверов и его популярность
быстро растёт.
Для написания серверной части отвечающей за обработку сигналов
приходящих от объектов охраны, была выбрана
кроссплатформенный инструментарий разработки ПО на языке
программирования C++ - QT. А в качестве среды разработки была выбрана
свободная среда разработки программного обеспечения QDevelop. Цель
QDevelop состоит в том, чтобы обеспечивать кросс-
платформенное программирование в наиболее используемых средах,
в GNU/Linux, Windows NT и Mac OS X, используя один и тот же IDE.
Каждая из этих сред уже использует свою собственную, зачастую более
высокопроизводительную IDE, примерами являются Visual Studio в
Windows и KDevelopв Linux. Их неудобство заключается ограничением на
одну среду.
QDevelop не представляет собой облегчённую или имитирующую
версию KDevelop. Эта IDE, использующая Qt4, абсолютно независима от
KDevelop. Менее функциональный, но более лёгкий в использовании
QDevelop способен работать на разных платформах. Другая отличительная
черта QDevelop от KDevelop — совершенно разный исходный код.
В особенности QDevelop входит поддержка Qt Designer для
создания графического интерфейса, что превращает связку из QDevelop
и Qt Designer в среду визуальной разработки и тем самым соответствует
концепту быстрой разработки приложений (RAD).
Так же для разработки приложения для операторов была выбрана
среда разработки Embarcadero Delphi, ранее Borland Delphi и CodeGear
Delphi, — интегрированная среда разработки ПО для Microsoft
Windows, Mac OS, iOS и Android на языкеDelphi (ранее носившем
название Object Pascal), созданная первоначально фирмой Borland и на
данный момент принадлежащая и разрабатываемая Embarcadero
Technologies. Embarcadero Delphi является частью пакетаEmbarcadero RAD
Studio . Среда предназначена для быстрой (RAD) разработки прикладного
ПО для операционных систем Windows, Mac OS X, а также IOS и Android.
Благодаря уникальной совокупности простоты языка и генерации
машинного кода, позволяет непосредственно, и, при желании, достаточно
низкоуровнево взаимодействовать с операционной системой, а также с
библиотеками, написанными на C/C++. Созданные программы не
зависимы от стороннего ПО, как-то Microsoft .NET Framework, или Java
Virtual Machine. Выделение и освобождение памяти контролируется в
основном пользовательским кодом, что, с одной стороны, ужесточает
требования к качеству кода, а с другой - делает возможным создание
сложных приложений, с высокими требованиями к отзывчивости (работа в
реальном времени).

1.4 Структура программного продукта
Программный продукт состоит из 3 основных частей. Первая часть
это база данных на основе MySQL, которая хранит всю информацию для
работы программного продукта. ReadBuf – консольная программа,для
удобства запущенная на том же компьютере что и база данных MySQL.
ReadBuf – выполняет обработку и запись в базу данных поступающих
сигналов от оборудования, которое стоит на охраняемых объектах.
Приложение оператора или администратора – выполняет функцию
заполнения базы данных карточками охраняемых объектов, их
редактированием и удалением, просмотра отслеживания событий
охраняемых объектов, обработка тревожных событий. Схема структуры
изображена на рисунке 1.4.1.
Рисунок 1.4.1 Структура программного продукта
2 Проектирование базы данных
2.1 Основы теории баз данных
С развитием экономики возрастает объем взаимосвязанных данных,
необходимых для решения коммерческих и административных задач.
Взаимосвязанные данные называют информационной системой. Такая
система в первую очередь призвана облегчить труд человека, но для этого
она должна как можно лучше соответствовать очень сложной модели
реального мира.
Ядром информационной системы являются хранимые в ней данные.
На любом предприятии данные различных отделов, как правило,
пересекаются, то есть используются в нескольких подразделениях или
вообще являются общими. Например, для целей управления часто нужна
информация по всему предприятию. Хранящиеся в информационной
системе данные должны быть легко доступны в том виде, в каком они
нужны для конкретной производственной деятельности предприятия. При
этом не имеет существенного значения способ хранения данных. Сегодня
на предприятии мы можем встретить систему обработки данных
традиционного типа, в которой служащий вручную помещает данные в
скоросшиватель, и рядом с ней – современную систему с применением
самой быстродействующей ЭВМ, сложнейшего оборудования и
программного обеспечения. Несмотря на поразительную несхожесть, обе
эти системы обязаны предоставлять достоверную информацию в
определенное время, определенному лицу, в определенном месте и с
ограниченными затратами.
Построение информационных систем основывается на понятиях
теории баз данных.
Предметной областью называется часть реальной системы,
представляющая интерес для данного исследования.
При проектировании автоматизированных информационных систем
предметная область отображается моделями данных нескольких уровней.
Число используемых уровней зависит от сложности системы, но в любом
случае включает логический и физический уровни. Предметная область
может относиться к любому типу организации (например, банк,
университет, малое предприятие или завод).
Необходимо различать полную предметную область (предприятие) и
организационную единицу этой предметной области. Организационная
единица в свою очередь может представлять свою предметную область
(отделы).
Информация, необходимая для описания предметной области,
зависит от реальной модели и может включать сведения о персонале,
заработной плате,товарах, накладных, счетах, отчетах по сбыту, то есть
сведения о людях, местах, предметах, событиях и понятиях. Объектом
называется элемент информационной системы, информацию о котором мы
сохраняем. В реляционной теории баз данных объект называется
сущностью .
Объект может быть реальным (например, человек, какой-либо
предмет или населенный пункт) и абстрактным (например, событие, счет
покупателя или изучаемый студентами курс). Так, для складского учета
примерами объектов могут служить поставщик, товар, поручение и т. д.
Каждый объект обладает набором определенных свойств, которые
запоминаются в информационной системе. При обработке данных часто
приходится иметь дело с совокупностью однородных объектов, например
служащие, и записывать информацию об одних и тех же свойствах для
каждого из них .
Классом объектов называют совокупность объектов, обладающих
одинаковым набором свойств. Таким образом, для объектов одного класса
набор свойств будет одинаков.
Объекты и их свойства являются понятиями реального мира. Для
информационного пространства употребляется понятие атрибута объекта.
Атрибут - это информационное отображение свойств объекта.
Каждый объект характеризуется рядом основных атрибутов. Например,
сотрудник предприятия имеет такие атрибуты, как фамилию, имя,
отчество, адрес и возможно идентификационный номер. Каждый атрибут в
модели должен иметь уникальное имя – идентификатор. Атрибут при
реализации информационной модели на каком-либо носителе информации
часто называют элементом данных, полем данных или просто полем.
Таблица - это некоторая регулярная структура, состоящая из
конечного набора однотипных записей.
Каждая запись одной таблицы состоит из конечного числа полей,
причем конкретное поле каждой записи одной таблицы может содержать
данные только одного типа.
Значение данных представляет собой действительные данные,
содержащиеся в каждом элементе данных. В зависимости от того, как
элементы данных описывают объект, их значения могут быть
количественными, качественными или описательными.
Информацию о некоторой предметной области можно представить с
помощью нескольких объектов, каждый из которых описывается
несколькими элементами данных. Принимаемые элементами данных
значения называются данными. Единичный набор принимаемых
элементами данных значений называется экземпляром объекта. Объекты
связываются между собой определенным образом. Соответствующая
модель объектов с составляющими их элементами данных и взаимосвязями
называется концептуальной моделью. Концептуальная модель дает общее
представление о потоке данных в предметной области.
Некоторые элементы данных обладают важным для построения
информационной модели свойством. Если известно значение, которое
принимает такой элемент данных объекта, мы можем идентифицировать
значения, которые принимают другие элементы данных этого же объекта.
Ключевым элементом данных называется такой элемент, по которому
можно определить значения других элементов данных.
Однозначно идентифицировать объект могут два и более элемента
данных. В этом случае их называют «кандидатами» в ключевые элементы
данных. Вопрос о том, какой из кандидатов использовать для доступа к
объекту, решается разработчиком системы. Выбирать ключевые элементы
данных следует тщательно, поскольку правильный выбор способствует
созданию достоверной концептуальной модели данных.
Первичный ключ - это атрибут (или группа атрибутов), которые
единственным образом идентифицируют каждую строку в таблице.
Понятие первичного ключа является исключительно важным в связи
с понятием целостности баз данных.
Альтернативный ключ - это атрибут (или группа атрибутов),
несовпадающий с первичным ключом и уникально идентифицирующий
экземпляр объекта. Например, для объекта «служащий», который имеет
атрибуты «идентификатор», «фамилия», «имя», «отчество», группа
атрибутов «фамилия», «имя», «отчество» может являться альтернативным
ключом по отношению к атрибуту «идентификатор».
Запись данных - это совокупность значений связанных элементов
данных. Записи хранятся на некотором носителе, в качестве которого
может выступать человеческий мозг, лист бумаги, память ЭВМ, внешнее
запоминающее устройство и т.д.
В современных базах данных допускается хранение символьных,
числовых данных, битовых строк, специализированных числовых данных
(например, суммы в денежных единицах), а также данных специального
формата (дата, время, временной интервал и т.д.). В любом случае при
выборе типа данных необходимо учитывать возможности системы
управления базами данных (СУБД), с помощью которой реализуется
физическая модель информационной системы.
Доменом называется набор значений элементов данных одного типа,
отвечающий поставленным условиям.....