V студенческая научно – практическая конференция

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образование учреждение среднего профессионального образования

«УФИМСКИЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ»

АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

V студенческая научно – практическая конференция

V студенческая научно – практическая конференция - student2.ru

УФА 2010

Актуальные вопросы информационно-коммуникационных и компьютерных технологий: Материалы студенческой научно–практической конференции–29 июня 2010 года–Уфа: Издательство УГКР, 2010.– 64 с.

В сборник включены статьи и тезисы выступлений участников студенческой научно–практической конференции, посвященной актуальным вопросам информационно-коммуникационным и компьютерным технологиям.

Ответственный за выпуск Р.А.Ягафарова

Разработка анализатора USB

Гарипова А.М., студентка Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники

Зубкова И.В., научный руководитель, преподаватель Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники

V студенческая научно – практическая конференция - student2.ru

Рисунок 1 –Внешний вид устройства

В настоящее время практически все периферийные устройства подключаются к компьютеру через USB интерфейс. Наряду с простотой использования для конечного пользователя, реализация протокола обмена по шине USB достаточно сложна для программистов и разработчиков периферийных устройств. Для отладки обычно используются программные средства, например USB-Monitor, позволяющие следить за информацией, передаваемой по шине. Это существенно упрощает отладку программного обеспечения. Однако отследить обмен данными между хост-контроллером и устройством на уровне передаваемых блоков данных, называемых пакетами, таким образом невозможно. Дело в том, что каждый пакет содержит много служебной информации, которая добавляется на аппаратном уровне в контроллере USB, как на стороне хоста, так и на стороне устройства. Это идентификатор пакета, адрес, контрольная сумма и др. Таким образом, программно можно отследить, что передается, но нельзя увидеть, как это делается. А для разработчика устройства это может быть очень важно, особенно при программной реализации протокола на контроллерах, не имеющих аппаратного порта USB. В данном проекте разработано устройство, которое подключается между устройством и компьютером и перехватывает всю информацию, передаваемую по шине. Быстродействие контроллера AVR, использованного в данном устройстве, позволяет отслеживать только низкоскоростной (Low-speed) режим передачи данных (скорость 1,5 Мбайта/с). Однако этот режим довольно широко используется, например, в клавиатуре, мыши, джойстике.

Структурная схема анализатора USB представлена на плакате. Она состоит из следующих блоков {показываешь каждый блок и поясняешь}:

1) микроконтроллер (МК);

2) буферное ОЗУ;

3) разъем USB;

4) разъем COM.

Основой анализатора является микроконтроллер DD1, построенный на микросхеме ATmega8515 {показать на принципиальной}.

Анализатор подключается параллельно шине USB и перехватывает всю передаваемую по ней информацию.

Для подключения отлаживаемого устройства используется разъем – USB розетка типа «A». Параллельно ей распаивается кабель с вилкой USB типа «A» для подключения к компьютеру.

Эта информация временно сохраняется во внешнем буферном ОЗУ ,а затем передается в компьютер через COM порт. Скорость передачи USB на много превышает скорость COM порта, поэтому необходимо накапливать информацию в ОЗУ, а затем в паузах между пакетами обрабатывать ее и передавать в компьютер. Объема встроенного ОЗУ контроллера для этого недостаточно.

В качестве буферного ОЗУ используется микросхема UM61256 объемом 32 кбайт. Такого объема обычно достаточно для отслеживания процесса нумерации любого устройства.

Для передачи информации в компьютер используется порт COM (интерфейс RS-232C). Если в компьютере нет COM-порта, можно использовать конвертер USB-COM.

Уровни сигналов интерфейса RS-232 отличаются от уровней сигналов микроконтроллера. Поэтому для согласования уровней используется инвертирующий триггер Шмитта SN74HC14.

Для сигнализации готовности устройства к работе используется светодиод HL1. При переполнении ОЗУ светодиод гаснет.

К выводам микроконтроллера подключается кварцевый резонатор с тактовой частотой 12 МГц.

Питание анализатора осуществляется от порта USB компьютера.

V студенческая научно – практическая конференция - student2.ru

Рисунок 2 – Структурная схема анализатора

Анализатор представляет собой одностороннюю печатную плату. Односторонняя плата была выбрана благодаря простоте изготовления, достаточно высокой точности исполнения печатного рисунка и низкой стоимости. На верхней стороне платы выполнены проводные перемычки, установлены микросхемы, кварцевый резонатор, светодиод, полярный конденсатор. Припаяны разъемы USB (штекер для подключения к компьютеру и розетка для подключения внешнего устройства) и СОМ (штекер для подключения к компьютеру). На обратной стороне платы установлены резисторы и конденсаторы в планарном исполнении.

Порядок работы с устройством следующий.

Вначале необходимо запустить на компьютере какую-либо терминальную программу (мы воспользуемся Tera Term Pro 2.3), выбрать в ней реальный (или виртуальный, при работе через конвертер USB-COM) порт и подключить к нему COM разъем анализатора.

V студенческая научно – практическая конференция - student2.ru

Для установки параметров порта выбираем вкладку Setup/Serial Port.

Параметры порта должны быть установлены следующие: скорость (Baud rate) – 9600 бит/с, биты данных (Data) – 8, четность (Parity) – нет, стоповые биты (Stop) – 1, управление потоком (Flow control) – аппаратное (hardware).

V студенческая научно – практическая конференция - student2.ru

Подключить USB вилку анализатора к свободному USB порту компьютера. Устройство никак себя не проявляет, поэтому компьютер не обнаружит этого подключения. В терминальной программе выведется на экран сообщение о готовности анализатора к работе, а на нем засветится светодиод HL1.

Теперь можно подключить кабель отлаживаемого устройства к розетке анализатора. При этом оно определится компьютером и начнется процедура нумерации. В терминальной программе будет выводиться на экран все, что происходит на шине USB.

V студенческая научно – практическая конференция - student2.ru

Разработанное устройство имеет меньшую цену, по сравнению с аналогами, содержит небольшое количество элементов на печатной плате, что говорит о простоте его монтажа.

Разработка учебного стенда

«Изучение работы средств видеонаблюдения и регистрации»

Ягудин В. В., студент Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники

Арефьев А. В., научный руководитель, преподаватель Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники

Информационной безопасностью называют меры по защите информации от неавторизованного доступа, разрушения, модификации, раскрытия и задержек в доступе. Информационная безопасность включает в себя меры по защите процессов создания данных, их ввода, обработки и вывода. Целью информационной безопасности является обезопасить ценности системы, защитить и гарантировать точность и целостность информации, и минимизировать разрушения, которые могут иметь место, если информация будет модифицирована или разрушена. Информационная безопасность требует учета всех событий, в ходе которых информация создается, модифицируется, к ней обеспечивается доступ или она распространяется.

Информационная безопасность дает гарантию того, что достигаются следующие цели:

- конфиденциальность информации;

- целостность информации и связанных с ней процессов (создания, ввода, обработки и вывода);

- доступность информации, когда она нужна;

- учет всех процессов, связанных с информацией.

Информация может быть перехвачена, украдена, продана и использоваться в корыстных целях отдельным человеком или целой компанией. Компьютеры, содержащие важную информацию, могут быть повреждены, украдены и специально выведены из строя с помощью короткого замыкания. Диски и электронные носители могут быть разрушены. Одним из средств защиты информации от различных дестабилизирующих факторов становится система видеонаблюдения, позволяющая обеспечивать физическую безопасность объекта, как индивидуально, так и совместно с другими системами безопасности.

Системы видеонаблюдения предназначены для обеспечения безопасности на объекте. Они позволяют наблюдателю следить за одним или несколькими объектами, находящимися порой на значительном расстоянии как друг от друга, так и от места наблюдения. В настоящее время системы видеонаблюдения не являются экзотикой, они находят все более широкое применение во многих сферах человеческой жизни. Наиболее простая система видеонаблюдения - это камера, подключенная к телевизору или монитору, такая система позволяет наблюдать за ребенком или автомобилем возле дома.

Для того чтобы студенты Уфимского государственного колледжа радиоэлектроники могли работать с системами видеонаблюдения и в последующем применять эти навыки на практике, был разработан Учебный стенд «Изучения работы средств видеонаблюдения и регистрации», с помощью которого можно изучить технические средства и выполнить практическую работу по дисциплине «Технические средства защиты информации».

V студенческая научно – практическая конференция - student2.ru

В состав учебного стенда входят:

- 4х канальный видеорегистратор DVR;

- видеокамера миниатюрная черно-белая цилиндрическая;

- видеокамера миниатюрная черно-белая ACE-S360B;

- AVC-305 вызывная панель для видеодомофона;

- видеодомофон Commax DPV-4KE;

- видеокамера KCCH – 4820DQ ACH 4820DQ;

- web камера 4TECH;

- персональный компьютер;

- блок питания 12 V;

- дисплей сенсорный 1537Д 15 LCD Real-Mount Touchmonitor.

V студенческая научно – практическая конференция - student2.ru

Данный учебный стенд должен существенно облегчить обучения студентов. В процессе обучения студенты колледжа радиоэлектроники изучат средства видеонаблюдения и регистрации, технические характеристики оборудования применять полученные знания на практике:

- подключение видеокамер;

- режимы работы видеорегистратора:

1) запись;

2) воспроизведение;

3) поиск;

4) запись по движению.

В данной работе рассмотрена разработка учебного стенда, актуальность, проблематика и необходимость применения систем видеонаблюдения.

При этом были решены следующие задачи:

– разработан учебный стенд;

– оформлена лабораторная работа к учебному стенду.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ