Автоматизация управления удаленным микроскопом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Филиппов, Родион Алексеевич

• Филиппов, Родион Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Филиппов, Родион Алексеевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ПУТИ АВТОМАТИЗАЦИИ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ МИКРОСКОПИИ

1.1 Необходимость создания программно-аппаратного комплекса управления микроскопом

1.2 Анализ направлений создания систем научных исследований для удаленного доступа к научному оборудованию

1.3 Особенности конструкции и функционирования оптического микроскопа

1.4 Обзор существующих автоматизированных лабораторий удаленного доступа

1.5 Особенности проведения экспериментов на лабораторных установках в среде Интернет

1.6 Выводы к первой главе

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМОВ, СТРУКТУРЫ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КОМПЛЕКСА

2.1. Разработка структурно-функциональной схемы программно аппаратного обеспечения комплекса

2.1.1 Разработка структурно-функциональной схемы лаборатории

2.1.2 Клиентское представление возможностей лаборатории и организация взаимодействия с ней

2.1.3 Анализ потоков данных между устройствами

2.1.4 Взаимосвязь программных модулей управления от ^^еЬ-интерфейса до микроскопа

2.1.5 Разработка структуры электронно - аппартного обеспечения

2.1.6 Построение структурно-функциональной схемы программно аппаратного комплекса

2.2 Разработка алгоритма функционирования программно-аппаратного комплекса

2.2.1 Алгоритм функционирования программно аппаратного комплекса

2.2.2 Разработка алгоритмов работы модулей программно аппаратного комплекса

2.2.3 Алгоритмы функционирования модулей видео трансляции с камеры микроскопа

2.2.4 Алгоритм функционирования компонентов обработки видеоизображения

2.3. Разработка алгоритма автоматизации процесса объемной реконструкции исследуемой поверхности

2.4. Разработка методики организации доступа к удаленному оптическому

микроскопу

2.5 Выводы ко второй главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОГРАММНОГО, ИНФОРМАЦИОННОГО, ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОМПЛЕКСА

3.1 Общая характеристика используемого программного и информационного обеспечения комплекса

3.1.1 Программное обеспечение программно-аппаратного комплекса

3.1.2 Лингвистическое обеспечение, использованное при разработке программных модулей системы

3.2 Разработка базы данных программного комплекса

3.3 Разработка аппаратных средств управления микроскопом LEICA DMIRM

3.4 Описание работы программного комплекса

3.4.1 Настройка работы серверных компонентов

3.4.2 Запуск интерфейса удаленного управления комплекса

3.4.3 Описание работы комплекса

3.5 Выводы к третьей главе

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА АЛГОРИТМОВ, ТЕХНИЧЕСКИХ И ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ РАЗРАБОТАННОГО ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА

4.1. Оценка погрешности перемещения приводов управления по координатным осям комплекса

4.1.1. Понятие Абсолютной, относительной и приведенной погрешностей измерений

4.1.2 Разработка и исследование методики оценки погрешности перемещения автоматизируемых узлов типового микроскопа

4.1.3 Проведение экспериментальных исследований и опытов для калибровки основных узлов микроскопа LEICA DMIRM

4.2. Практическая реализация разработанного комплекса для проведения удаленного исследования

4.3. Оценка технико-экономической эффективности использования результатов исследования

4.3.1. Предварительное экономическое обоснование целесообразности применения ПАК

4.3.2 Расчет трудоемкости создания автоматизированной системы

4.3.3 Расчет расходов на содержание и эксплуатацию ПАК

4.4 Выводы к четвёртой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация управления удаленным микроскопом»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Одним из важных факторов проведения научных исследований является возможность доступа исследователя к современному высокотехнологичному оборудованию.

Развитие информационных технологий и средств телекоммуникаций создает основу для осуществления взаимодействия исследователя и уникального оборудования удаленно. Расширение каналов скоростных телекоммуникаций и разработка технологий обработки данных в реальном времени дают возможность реализации модели распределенного научного коллектива, работа которого строится на технологиях удаленного доступа к научно-техническим ресурсам на основе использования компьютерных средств общения.

Исследовательская компьютеризированная лаборатория представляет собой набор аппаратных и программных средств, подключенных к компьютеру для обеспечения дистанционного взаимодействия оператора с научным оборудованием как с обычным измерительным прибором. Специальный графический интерфейс выполняет роль органов управления и реализуется на основе имитационной модели основных узлов реального прибора в виде графических объектов на экране монитора. Такие лаборатории характеризуются распределенной информационной средой, обеспечивающей возможность удаленного доступа к источникам информации в виде распределенных промышленных установок, лабораторных комплексов, научно-исследовательских центров и др.

В связи с этим, работа, направленная на организацию новых методик и алгоритмов обеспечения удаленного доступа к лабораторному оборудованию является актуальной.

Объектом исследования в данной работе является лаборатория микрогеометрического анализа на основе оптической микроскопии.

В качестве предмета исследования рассматриваются методы, модели, алгоритмы и средства управления оптическим микроскопом при проведении экспериментов.

Целью исследования является расширение доступа к оборудованию и сокращение сроков и затрат на проведение научных экспериментов за счет организации удаленного доступа к научному оборудованию.

Для достижения данной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Анализ существующих программно-аппаратных комплексов предназначенных для автоматизации доступа к удаленному оборудованию.

2. Разработка способов и приемов организации удаленного доступа к научному оборудованию лаборатории компьютерной микроскопии на основе оптического микроскопа.

3. Создание программно - аппаратного комплекса управления оптическим микроскопом LEICA DMIRM на расстоянии.

4. .Разработка способов и приемов автоматизации процесса объемной реконструкции исследуемой поверхности.

Методы и средства исследований. При выполнении теоретических исследований и реализации поставленной задачи использовались методы объектно-ориентированного программирования и анализа, методология SADT , методы построения распределенных приложений, методы прикладной статистики.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в:

1. Разработке алгоритма функционирования программно-аппаратного комплекса управления удаленным оптическим микроскопом, отличающимся описанием взаимодействия распределенных компонентов программного обеспечения.

2. Разработке методики организации доступа к удаленному оптическому микроскопу, отличающейся процедурами авторизации пользователя и

предоставления ему полномочий по проведению удаленных исследований и обработке полученных результатов.

3. В разработке алгоритма автоматизации процесса объемной реконструкции исследуемой поверхности, базирующегося на алгоритме уточнения высоты точек реконструируемой поверхности и отличающегося учетом параметров перемещения предметного столика и подстройки фокуса.

4. В разработке методики оценки погрешности перемещения основных автоматизируемых узлов микроскопа, основанной на оценке кинематической погрешности разработанных приводов методом максимума-минимума и учитывающей оценку погрешности пары винт-гайка микроскопа методами прикладной статистики.

Практическую значимость работы составляют:

1. Созданный программно-аппаратный комплекс, состоящий из механических приводов управления микроскопом, программного комплекса управления приводами, позволяющий осуществлять удаленный доступ к микроскопу и сокращать сроки проведения исследований.

2. База данных исследований, содержащая информацию о проведенных исследованиях, организациях и пользователях их проводивших.

3. Полученные значения погрешности перемещения автоматизируемых узлов микроскопа, используемые при проведении исследований в металлообрабатывающей промышленности.

Положения выносимые на защиту:

1. Алгоритм функционирования программно-аппаратного комплекса управления удаленным оптическим микроскопом.

2. Методика организации доступа к удаленному оптическому микроскопу.

3. Алгоритм автоматизации процесса объемной реконструкции исследуемой поверхности.

4. Методика оценки погрешности перемещения основных автоматизируемых узлов микроскопа.

Реализация и внедрение результатов работы. Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Компьютерные технологии и системы» ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет». Разработанный программный комплекс используется при проведении исследований в ООО «ИЦ ВТМ», а также при проведении исследований совместно с Приднестровской Молдавской Республикой.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на расширенном заседании кафедры «Компьютерные технологии и системы» ФГБОУ ВПО «Брянский государственный технический университет», а также на международных и всероссийских научных конференциях:

Третья международной научная конференция для студентов, аспирантов, ученых(Сумы 2010), Международная научно-практическая конференция (Брянск 2009)., Международная молодежная конференция 23 Гагаринские чтения (Москва 2010), Международная научно-техническая конференция(Могилев 2010), 10-я Международная научно-техническая конференция(Ялта 2010), Международная научно-практическая конференции «Современные материалы, техника и технология»(Курск 2012).

Результаты работы использовались при реализации следующих НИР:

• Грант Президента РФ «Разработка теории и метод ов принятия инновационных решений при автоматизированном проектировании процессов изготовления наукоемких изделий» (грант МК-417.2010.8);

• НИР «Исследование и развитие новых механизмов интеграции научной-и образовательной деятельности в рамках инновационных центров наукоемких технологий» гос. per. № 01 2009 54252, заказчик Минобрнауки);

• НИР «Разработка математических моделей, информационного и программного обеспечения для поддержки инновационных решений в области высоких технологий наукоёмких производств» (гос. per. №01 2009 64010).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень ведущих российских рецензируемых научных журналов, а также патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы, приложений. Работа изложена на 169 страницах машинописного текста, включающего 72 рисунка, 33 таблицу, список литературы из 93 наименований, 3 приложения.

В первой главе проведен сравнительный анализ технологий удаленного доступа к научным лабораториям.

Проведен анализ работ посвященных разработке лабораторий с удаленным доступом, проводимых такими учеными как: Аверченковым A.B., Розановым Б.А., Зиминым A.M., Соловьевым Г.Н., Медовым В. С., Бондаренко М.А., Золотарёвым Р.И., Пономаревой И.С., Зелепухиной В.А., Баран Е.Д., Зубковым В.И., Поповым С.Е., Жарковой H.A., Профатиловой Г. А., а также зарубежными учеными: Я. Фостер, Д. Инсли, К. Кессельман, М. Тибау и др.

После проведенного анализа был сделан вывод о том, что большинство учебных заведений для доступа к лабораторным установкам через сеть Интернет пользуются стандартными средствами удаленного проведения исследований, таким как TeamViewer. Но это накладывает ограничения на лицензирование, а также подвергает угрозе использования не по назначению лабораторные установки, поскольку управление передается полностью удаленному пользователю. Также задача проведения исследования решается персоналом лаборатории, лишая исследователя возможности управлять процессом проведения исследования лично. Кроме того после анализа был сделан вывод, что удаленный доступ осуществляется к преимущественно электронным и рентгеновским микроскопам, задача автоматизации управления оптическими микроскопа не решается. Исходя из вышесказанного было принято решения разработать программно-аппаратный комплекс для удаленного доступа к оптическому микроскопу с отдельным

9

интерфейсом доступа в сети Интернет, позволяющую управлять процессом перемещения исследуемой поверхности, получением и обработкой результатов.

Вторая глава посвящена разработке структуры программно-аппаратного комплекса (ПАК), структуре электронно-аппаратной составляющей комплекса и алгоритмов работы составных частей комплекса, а также рассмотрению вопросов разработки алгоритмов функционирования ПАК, алгоритма проведения удаленного исследования с помощью комплекса, разработке методики организации удаленного доступа к научному оборудованию.

В рамках диссертационного исследования была предложена структурно-функциональная схема ПАК управления удаленным оптическим микроскопом

Для реализации удаленного управления оптическим микроскопом через сеть Интернет была разработана аппаратная часть управления микроскопом.

Для реализации работы предложенного ПАК был разработан алгоритм функционирования ПАК

Для проведения удаленного или локального исследования был разработан алгоритм автоматизации процесса объемной реконструкции исследуемой поверхности.

С помощью алгоритма показана последовательность действий, необходимых для проведения исследований с помощью ПАК.

На основании разработанных алгоритмов была создана методика обеспечения удаленного доступа к научному и технологическому оборудованию.

Третья глава посвящена выбору и разработке программного, технического и лингвистического обеспечения ПАК управления удаленным оптическим микроскопом, а также разработке информационного обеспечения ПАК. Дана общая характеристика используемого программного и

10

технического обеспечения комплекса, разработана база данных проведения исследования и произведено описание работы программной и аппаратной составляющих комплекса.

Четвертая глава посвящена оценке погрешности работы приводов управления микроскопа по осям X,Y,Z, практическому применению разработанного комплекса, а также оценке технико-экономической эффективности использования результатов исследования.

Для решения этой задачи оценки проведения исследований была разработана методика оценки погрешности перемещения предметного столика оптического микроскопа по осям X,Y,Z на примере микроскопа LEICA DMIRM.

Также было произведен расчет экономической эффективности внедрения разработанного ПАК.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Филиппов, Родион Алексеевич

4.4 Выводы к четвёртой главе

1. Предложена методика оценки погрешности перемещения основных узлов микроскопа и апробирована на микроскопе LEICA DMIRM

2. Показана практическая целесообразность разработанного комплекса на примере проведения исследования с конкретным образцом, представленным на исследование

3. Произведена оценка технико-экономической эффективности использования результатов исследования, и показана экономическая целесообразность использования комплекса

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертационная работа «Автоматизация управления удаленным» выполнена в Брянском государственном техническом университете.

При проведении научных исследований, связанных с темой диссертационной работы, и решении поставленных задач были достигнуты следующие результаты:

1. В научном исследовании решена новая научно-техническая задача по автоматизации научных исследований микрогеометрических поверхностей с помощью управления удаленным оптическим микроскопом.

2. Разработан программно-аппаратный комплекс управления удаленным оптическим микроскопом, алгоритмы его функционирования, отличающийся описанием взаимодействия его распределенных компонентов программного обеспечения.

3. Предложена методика организации доступа к удаленному оптическому микроскопу, отличающаяся разработкой процедур идентификации и аутентификации пользователя при проведении удаленных исследований.

4. Разработан алгоритм автоматизации процесса объемной реконструкции исследуемой поверхности, учитывающий перемещение предметного столика и подстройку фокуса и позволяющий строить трехмерную модель.

5. Предложена методика оценки погрешности перемещения основных автоматизируемых узлов микроскопа, базирующаяся на оценке кинематической погрешности разработанных приводов и отличающаяся учетом погрешности пары винт-гайка микроскопа.

6. Разработанный программно-аппаратный комплекс позволил сократить трудоемкость проведения исследования с 16 трудовых часов до 8 за счет автоматизации процесса организации научных экспериментов с помощью удаленного оптического микроскопа.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры «Компьютерные технологии и системы» Брянского государственного технического университета. Разработанный программный комплекс используется при технологической подготовке производства в ряде малых инновационных предприятий г. Брянск: ООО «ИЦ ВТМ», ООО «ТехАльянс», ООО «МТК», ООО «Ультра плюс».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Филиппов, Родион Алексеевич, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Аверченков, A.B. Патент на полезную модель «Аппаратно-программный комплекс для управления удаленным оптическим микроскопом» / Аверченков, A.B., Аверченков, В.И., Филиппов, P.A., Чмыхов, Д.В.// №110842 от 27.11.2011 г.

2. Аверченков, A.B. Программно-аппаратный комплекс виртуальной лаборатории для микроструктурного и микрогеометрического анализа / A.B. Аверченков, Д.В. Чмыхов, P.A. Филиппов, И.Л. Пыриков, А.П. Дорош.// Вестник Брянского государственного технического университета. - Брянск: БГТУ, 2010. - №3(27). - С. 78-83. (Личное участие 60%)

3. Аверченков, В.И. Анализ точности высотных измерений методом фокусировки объекта на базе оптического микроскопа LEICA DM IRM / В.И. Аверченков, Д.В. Чмыхов // Вестн. БГТУ. - 2008. - №1. - С. 3438.

4. Аверченков, В.И. Исследование точности позиционирования объектов при оптической микроскопии с управлением через интернет В.И. Аверченков, В.В. Спасенников, P.A. Филиппов Вестн. БГТУ. - 2012. - №1. -С. 125-130. (Личное участие 80%)

5. Аверченков, В.И. Организация проведения удаленных опытов в системах научных исследований в области компьютерной микроскопии./ Филиппов P.A., Аверченков В.И. //Сборник материалов VI международной научно-практической конференции «Михоило-архангельские чтения » -Рыбница : ИЗДАТ.2011 г., -с. 216-218

6. Аверченков, В.И. Программный комплекс оптического микроструктурного анализа с использованием технологий интернет. / Аверченков В.И., Чмыхов Д.В., Филиппов P.A. //Инженерия поверхности и реновация изделий: Материалы 10-й Международной научно-технической конференции.- Киев: ATM Украины, 2010.- с. 8-10

7. Аверченков, В.И. Состав и особенности построения виртуальной

144

лаборатории для удаленного микроскопического анализа поверхностей. / Аверченков. В.И., Чмыхов Д.В., Филиппов P.A. // Сборник материалов Третьей международной научной конференции для студентов, аспирантов, ученых.-Сумы: СОИППО 20Юг, -т.2 с. 228-23

8. Автоматизация исследований состава, структуры и свойств веществ на основе ЭВМ. Обзорная информация, в. 4, М., 1981. М.Г. Слинько, Ю.М. Лужков, И. Я. Штраль.

9. Автоматизация химико-технологических иследований / Сост. С. Е. Аронина, И. Я. Штраль., 32 с. ил. 20 см., М. НИИТЭхим 1979.

10. Автоматизированные системы научных исследований / В. М. Египко, 16 с. 20 см., Киев о-во "Знание" УССР 1982

11. Автоматизированные системы научных исследований. Программное обеспечение. / Сост. Фомичев Н.И. Ярославль: ЯрГУ, 1997. -15 с.

12. Автоматизированные системы научных исследований. Техническое обеспечение. / Сост. Фомичев Н.И. Ярославль: ЯрГУ, 1997. -17 с.

13. Арбузов, Ю.В. Новый подход к инженерному образованию: теория и практика открытого доступа к распределенным информационным и техническим ресурсам / Ю.В. Арбузов, В.Н. Леньшин, С.И. Маслов и др. -М.: Центр-Пресс, 2000. - 238 с.

14. Архангельский А.Я., Программирование в Delphi 111 Издательство «Бином-Пресс», 2003 г.

15. Байков И.П. Расчет погрешностей технологических измерений и измерительных каналов информационно - измерительных систем / И.П. Байков. Учебное пособие. - Кострома: КГТУ, 2007. - 71 с.

16. Бакнел Д., Фундаментальные алгоритмы и структуры данных в Delphi. // Пер. с англ./Джулиан М. Бакнелл. // Издательство «ДаиСофтЮП», 2003.

17. Баран, Е.Д. Учебные лаборатории, реализованные с использованием технологий виртуальных инструментов // Доклад на заседании Ученого совета 25 мая 2005 г. Ежемесячный информационный бюллетень "Ин-форм". Новосибирск: НГТУ, 2005. - №6 - 26 с.

18. Бланшет, Ж. Qt 4: программирование GUI на С++ / Ж. Бланшет. - М.: Кудиц-Пресс, 2008.-736 с.

19. Борн, Г. Форматы данных: графика, текст, базы данных, электронные таблицы: [пер. с нем.] / Г. Борн.- Киев: Bhv, 1995.-472 с.

20. Боруха, С.Ю. Разработка Интернет-портала для аккумуляции и количественного синтеза экспериментальных результатов / Боруха, С.Ю. Е.Г.Жиляков, Е.Ф.Бороховский, В.А.Беленко, А.Н.Немцев, А.И.Штифанов, О.В. Галдьцев, Р.А.Загороднюк, С.Н.Немцев // Научные ведомости БелГУ. -2010,-№13

21. Васильев, В.Р. Контекстная визуализация пространственных данных / В.Р. Васильев, А.Г. Волобой, Н.И. Вьюкова, В.А. Галактионов // Информационные технологии и вычислительные системы. —№ 4. -2004. С. 25-34

22. Вендров А. М. CASE технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. - М.: Финансы и статистика, 1998.

23. Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении /Под ред. В. П. Короткова. М.: Машиностроение, 1972.

24. Виртуальные лаборатории для естественнонаучных дисциплин Электронный ресурс. / ред. РуденкоМ. В. Электрон. Дан. — Тюмень: Тюменский государственный нефтегазовый университет. — Режим доступа: http://www.tsogu.ru, свободный. - Загл. с экрана.

25. Гершунский Б.С. Компьютеризация в сфере образования: Проблемы и перспективы. -М.: Педагогика, 1987. с.178-181.

26. Гольцман В.И., MySQL 5.0// Издательство Питер, 2005.

27. ГОСТ 21098-82 Цепи кинематические. Методы расчета точности.

28. ГОСТ 27471-87 Машины электрические вращающиеся. Термины и определения.

29. ГОСТ 577-68 Индикаторы часового типа с ценой деления 0,01

мм

30. ГОСТ 9178-81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические мелкомодульные. Допуски.

31. Грибова, В.В. Методы и средства разработки пользовательского интерфейса: современное состояние / В.В. Грибова, A.C. Клещев // Программные продукты и системы. 2001. - №1. - С. 2-6.

32. Гудман Д., Моррисон М., JavaScript. Библия пользователя// Издательство «Вильяме» 2006 г.

33. Египко В.М. Об особенностях информационного обеспечения систем автоматизации экспериментальных исследований // Средства получения и обработки цифровой информации. Киев: Ин-т кибернетики им. В.М. Глушкова HAH Украины, 1993. - С. 64-68.

34. Зелепухина, В.А. Обработка и визуализация данных в виртуальных лабораториях: Дис. канд. техн. наук. - Астрахань.: АГУ, 2008. - 166 с.

35. Зимин A.M. Информационные технологии в образовании./ И.П. Норенков, A.M. Зимин // - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. - 352 с.

36. Зимин, A.M. Автоматизированный лабораторный практикум с удаленным доступом в техническом университете/ A.M. Зимин // Информационные технологии. - 2002. - № 2. - С. 39-43.

37. Зубков, В.И., Соломонов A.B. Технология виртуальных инструментов в научных исследованиях: Учебное пособие. СПб.: СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2001.-66 с

38. Информатизация образования: направления, средства, технологии / Под общ. ред. С.И. Маслова. - М.: Изд-во МЭИ, 2004. - 868 с.

39. Киммел, П. UML. Универсальный язык программирования / П. Киммел // M.: HT Пресс, 2008 г. 272 с.

40. Крейн Д., Паскарелло Э., Джеймс Д. Ajax в действии. // Издательство «Вильяме» 2006 г.

41. Кузнецов М.В., Симдянов И.В., Голышев C.B., PHP 5. Практика разработки Web-сайта.// Издательство «Петербург», 2005.

42. Кузнецов М.В., Симдянов И.В., Самоучитель PHP 5 // Издательство «Петербург», 2005.

43. Кузнецов Ю.М., Опыт разработки и перспективы создания учебных лабораторий удаленного доступа по дисциплинам радиотехнического профиля/ Ю.М. Кузнецов, А.И. Мартяшин, A.A. Поляков, П.П. Чураков. // Индустрия образования - М.: МГИУ, 2001. -Вып.1. - С.190-199.

44. Кузнецов, М. Объектно-ориентированное программирование на PHP / M. Кузнецов, И. Симдянов. // СПб.: BHV, 2004. 608 с. - ISBN 978-59775-0142-2

45. Куцевич И.В. ИТ и лаборатория: стратегия интеграции // Лабораторные информационные системы LIMS. Сборник статей: ООО "Маркетинг. Информационные технологии". 2006. С. 266-276.

46. Математическое моделирование явлений на поверхности / Г. Г. Еленин, М. Г. Слинько, 31,1. с. ил. 24 см, М. Знание 1988.

47. Методология проектирования инструментальных средств поддержки автоматизированных технологий сложных научно-технических экспериментов / В. М. Египко, В. П. Зинченко 18 с. ил. 20 см Киев ИК 1991.

48. Нейштадт, A. UML 2 и Унифицированный процесс: практический объектно-ориентированный анализ и проектирование (2-е издание) / А. Нейштадт, Дж. Арлоу. М.: Символ-Плюс, 2007 г. - 624 с.

49. Новицкий П. В. Оценка погрешностей результатов измерений. / П.В. Новицкий, И.А. Зограф: 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергоатомиздат., 1991. - 304 с.

50. Норенков, И.П. Основы автоматизированного проектирования / И.П.Норенков. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002 . -336 с.

51. Нуцков В.Ю. Лабораторно-информационные системы (LIMS) // Промышленные АСУ и контроллеры. 2003. 4. С. 48-50.

52. Образование и XXI век: Информационные и коммуникационные технологии / Под ред. В.Г. Кинелева. - М.: Наука, 1999. - 191 с.

53. Олифер В.Г., Олифер H.A. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. С.Пб.: БХВ-Санкт-Петербург, 2000

54. Орлов, С.А. Технологии разработки программного обеспечения / С .А. Орлов. СПб.: Питер, 2004 г. - 528 е., ISBN 5-94723-820-9

55. Осетрова, О. В. Региональное научное сообщество: структурно-функциональный нализ и научное взаимодействие./ О. В. Осетрова. // Сборник научных трудов II Международной теоретико-практической конференции.- Ульяновск, С. 275-286.

56. Пономарева, И.С. Разработка виртуальной лаборатории математического моделирования для решения естественнонаучных задач : дис. канд. тех. наук : 05.13.18: защищена 29.06.06 / Пономарева Ирина Сергеевна. Астрахань, 206. -150 с.

57. Попов, С. Е. Разработка виртуальной вычислительной лаборатории для решения научно-технических задач горного производства: автореф. дис. канд. техн. наук: 05.13.18 / Попов Семен Евгеньевич. Кемерово, 2005. -22 с

58. Практическое введение в программирование на JavaScript Электронный ресурс. / Сайт CitForum.Ru; авт.-сост.: Павел Храмцов. Режим доступа: http://citforum.ru/internet/is tut/index.shtml, свободный. — Загл. С экрана.

59. Р50.1.027-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Автоматизированный обмен технической информацией. Основные положения и общие требования.

60. Р50.1.028-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Методология функционального моделирования.

61. Р50.1.029-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Общие требования к содержанию, стилю и оформлению.

62. Р50.1.030-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Интерактивные электронные технические руководства. Логическая структура базы данных.

63. Р50.1.031-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Терминологический словарь. Часть 1. Терминология, относящаяся к стадиям жизненного цикла продукции.

64. Р50.1.03 2-2001. Информационные технологии поддержки жизненного цикла изделия. Терминологический словарь. Часть 2. Основные термины и определения методологии и функциональных объектов в стандартах серии ISO 10303.

65. Руденко, М.В. Требования к инструментарию для создания компьютерных средств сопровождения учебного процесса // Материлы . обл. науч-метод. конф «Информационные технологии в образовательном процессе». Тюмень: Издательство «Вектор Бук», 2002. - 248 с.

66. Слинько М.Г., Тимошенко В.И. Автоматические системы научных исследований (АСНИ) основная методология и метод ускорения разработки каталитических процессов // Катализ в промышленности. 2005. №5.

67. Соломенцев, Ю.М. Конструкторско-технологическая информатика и автоматизация производства/ Ю.М. Соломенцев. - М.: Станкин, 1992. - 127с.

68. Сорокин A., Delphi Разработка баз данных.// «Питер», 2005.

150

69. Софиев А.Э., ЧертковаЕ А, Компьютерные обучающие системы.—М., 296 с

70. Технология AJAX [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Ajax

71. Филиппов, P.A. Автоматизированный комплекс для виртуального микроструктурного анализа в Интернет/ P.A. Филиппов // Материалы 3 региональной научно-практической конференции молодых исследователей и специалистов «Проведение исследования по приоритетным направлениям современной науки для создания инновационных технологий. - Брянск: БГТУ, 2011. - с. 73-74

72. Филиппов, P.A. Организация виртуальной лаборатории компьютерной микроскопии./ Чмыхов Д.В., Филиппов P.A.// Научные труды Международной молодежной конференции «Гагаринские чтения.»-М.:МАТИ, 2010.- т.4, с-258

73. Филиппов, P.A. Организация виртуальной лаборатории компьютерной микроскопии для технической подготовки производства./ Чмыхов Д.В., Филиппов P.A. // Материалы Международной научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях.».- Брянск:, 2009- с. 112

74. Филиппов, P.A. Программное и аппаратное управление оптическим микроскопом./ Филиппов P.A., Дорош А.П.//Современные материалы, техника и технология. Материалы международной научно-практической конференции. Курск: Юго-зап. Гос. Ун-т., 2011. - с.ЗЗ 1-333)

75. Филиппов, P.A. Разработка WEB интерфейса для удаленного управления оптическим микроскопом./ Филиппов P.A., Малофеев А.Е.//Научные труды Международной молодежной конференции «Гагаринские чтения» - М.: МАТИ, 2012,- т.4, с-323

76. Филиппов, P.A.. Автоматизированный комплекс для виртуального микроструктурного анализа в Интернет/ Филиппов P.A. // Материалы научно-практической конференции. -Брянск: НОЧУ «Центр бизнес - образования», 2011.- с. 47-49

77. Филиппов,Р. А. Организация удаленного управления в компьютерной микроскопии./ Чмыхов Д.В., Филиппов P.A. // Материалы Международной научно-технической конференции.- Киев: ATM Украины, 2010.- с. 177

78. Цветков, В. Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация проектирования технологических процессов / В.Д. Цветков. -Минск: Наука и техника, 1979. - 264 с.

79. Чиликин, М.Г. Дискретный электропривод с шаговыми двигателями/ Под общ. Ред. М.Г. Чиликина. М., «Энергия», 1971. 624 с.

80. Шлеер С., Меллор С. Объектно ориентированный анализ: моделирование мира в состояниях : Пер. с англ. — Киев: Диалектика, 1993.

81. Шотин, А.Б. Автоматизация научных исследований процессов биосинтеза: Дис. канд. техн. наук. - Москва.: МГУИЭ, 2010. - 150 с.

82. Язык HTML назначение и особенности [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/HTML

83. Язык PHP [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/PHP

84. CSS описание структуры страницы с помощью таблиц стилей [Электронный ресурс]. URL: http://ш.wikipedia.org/wiki/Kacкaдныe_тaблицы_cтилeй

85. Delphi [Электронный ресурс]. URL http://ru.wikipedia.org/wiki/Delphi 1_(язык_программирования)

86. Gibbon G. A Brief History of LIMS // Laboratory Automatiion and Information Management issue. V. 32. 1996.

87. MySQL [Электронный ресурс]. URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/MySQL

88. Pars R., Moroney L., Grieb J., Pro ASP.NET 3.5 Server Controls and AJAX Components. // Издательство «Apress» 2009 г.

89. Лаборатории удаленного доступа - официальный сайт Национальной нанонтехнологической сети России [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://nano-network.ru/

90. Лабораторно-информационные системы. Обзор рынка. М.: ЗАО "ЛИМС", 2003. www.lims.ru

91. Нанотехнологии и наноматериалы- Федеральный интернет-портал [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.portalnano.ru/

92. Региональный центр зондовой микроскопии коллективного доступа. Официальный сайт[Электронный ресурс].- Режим доступа: http://ckp.rsreu.ru/index.php/rczm

93. Чмыхов, Д. В. Моделирование процесса объемной реконструкции исследуемой поверхности при компьютерной микроскопии : диссертация ... кандидата технических наук : : Дис. канд. техн. наук. -Брянск,: БГТУ, 2009.- 159 с.

Программное описание интерфейса сервиса

<script>

function showContent(link) {

var cont = document.getElementByld('content'); //ссылка на элемент страницы «Content»

var loading = document.getElementByld('loading'); //ссылка на элемент страницы «loading»

cont.innerHTML = loading лnnerHTML; var http = createRequestObject(); if( http)

{ http.open('get', link); http.onreadystatechange = function () { if(http.ready State == 4)

{ cont.innerHTML = http.responseText; } } http.send(null); } else

{ document.location = link; } } // ajax объект

function createRequestObject() { try { return new XMLHttpRequest() } catch(e)

{ try { return new ActiveXObject('Msxml2.XMLHTTP') } catch(e)

{ try { return new ActiveXObject('Microsoft.XMLHTTP') }

catch(e) { return null;} } } } —>

</script>

Листинг 1. функция загрузки вызываемых компонентов Web-интерфейса

#conteiner{ width: ЮООрх;

margin:2 auto; /*выравнивание контейнера по центру*/ text-align:left;

background-image:url(img/bgl.jpg);

/*background-color:ffffff;*/ }

#header{ height: 180;

background-image :url(img/bg_header.gif); background-repeat:no-repeat;

}

#middele{ width: 100%; padding:0 0 180ph;

height: 1%; }

Листинг 2. Пример кода таблицы стилей, var

Forml: TForml; picturel, pic:oleVariant; con:boolean; nCamNum,

pnMode_int,pnContNumber_int,pnContTime_int,pnExternalFlash_int,pnContMax Number_int,pnContMinTime: integer;

bImmediate,indexSize,nom_pic,imageSize:integer; {:=variant; } implementation

procedure TForml.ButtonlClick(Sender: TObject); var nCamNum:integer; F : File;

Buff: array of byte;

FileName : String; ClipBoard:TClipboard; //jpg:TJPEGImage; Stream: TMemoryStream; bitmap:TBitMap; begin

RyeNVControll .InitControl;

label 1. Caption :=inttostr(RyeNvControll .PropCameraCount);

RyeNVControll .Connect(O);

con:=true;

nCamNum:=0;

{RyeNVControll.getp}

case forml.ComboBoxl.Itemlndex of

0 :RyeNVControl 1 .PropResolution[nCamNum] :=RYE_640_480 JPEG TY PEN;

1 -.RyeNVControl 1 .PropResolution[nCamNum] :=RYE_640_480_JPEG_TY

2:RyeNVControll .PropResolution[nCamNum]:=RYE_l 024_768_JPEG_TY PEN;

3 :RyeNVControll.PropResolution[nCamNum]:=RYE_l 024_768_JPEG_TY PE_H;

4 :RyeNVControl 1 .PropResolution[nCamNum] -RYEJ280 960 JPEGTY PEN;

5 -.RyeNVControl 1 .PropResolution[nCamNum] :=RYE_ 1280 960 JPEGTY PE_H;

6:RyeNVControl 1 .PropResolution[nCamNum] :=RYE_1600_1200_JPEG_T YPEN;

7:RyeNVControl 1 .PropResolution[nCamNum] :=RYE_1600_1200 JPEGT YPEH else

RyeNVControl 1 .PropResolution[nCamNum] :=RYE_640_4 80_JPEG_TYPE_N; {8 :RyeNVControl 1 .PropResolution[nCamNum] :=} end;

Case forml.ComboBox2.ItemIndex of

0 .-RyeNVControl 1 .PropFlash[nCamNum]:=RYE_FLASH_AUTO;

1 -.RyeNVControl 1 .PropFlashjnCamNum] :=RYEFLASHON;

2 .-RyeNVControl 1 .PropFlash[nCamNum]:=RYE_FLASH_OFF; end;

RyeNVControl 1 .Capture(nCamNum,bImmediate); nom_pic:==RyeNVControll.PropPicCount[nCaniNum]; if nomjpic<>0 then begin

RyeNVControl 1 .PropCurrentPicture[nCamNum] :=nom_j>ic; imageSize:= RyeNVControll .PropPicSize[nCamNum]; // indexSize:= RyeNVControll.PropIndexSize[nCamNum]; if imageSize<>0 then begin SetLength(Buff,imageSize); pic:=buff;

RyeNVControl 1 .GetPicture(nCamNum,imageSize,pic); memol.Lines.Add('6ei:'+inttostr(vartype(pic))+'' + inttostr(imageSize)); buff:=pic; filename:-l.jpg'; AssignFile(F, FileName); Rewrite(F,l);

Blockwrite(F,Pointer(buff)A,imageSize); closefile(f);

imagel.Picture.LoadFromFile(FileName); ryeNVcontrol 1 .EraseLast(nCamNum); end;

end; end;

procedure TForml.Button2Click(Sender: TObject); begin

{RyeNVControl 1 .DisConnect(O);}

editl .Text:=inttostr(RyeNVControl 1 .PropPicCount[0]);

end;

procedure TForml.Button3Click(Sender: TObject); begin

RyeNVControl 1 .InitControl;

label LCaption:=inttostr(RyeNvControll .PropCameraCount); if RyeNvControll.PropCameraCount>0 then begin

memo 1 .Lines. Add('eaiad iTaeef)-aiT

'+inttostr(RyeNvControll. PropCameraCount));

label2.Caption:=RyeNVControl 1 .PropConnectCamera[ 1 ]; memo 1 .Lines. Add('fa9aaiea eaiaSu

'+RyeNVControl 1 .PropConnectCamera[ 1 ]); RyeNVControll .Connect(l);

memo l. Lines. Add( maaeiaiea onoanaean n.

'+RyeNVControl l .PropConnectCamera[ I ]); end; end;

procedure TForml.FormDestroy(Sender: TObject); begin

if con=true then

RyeNVControl l .DisConnect(O); end;

procedure TForml.Button4Click(Sender: TObject); begin ncamnum:=0;

RyeNVControll.PropCurrentPicture[nCamNum]:=strtoint(editl.Text); imageSize:= RyeNVControll .PropPicSize[nCamNum]; if imageSize<>0 then begin end; end;

procedure TForml.Button5Click(Sender: TObject); begin

if forml.SavePictureDialogl.Execute=true then image l.Picture.SaveToFile(SavePictureDialogl.FileName+'.jpg');

end;

Листинг 3. Пример кода модуля фотографирования, unit Unitl;

interface

uses

Windows, Messages, SysUtils, Variants, Classes, Graphics, Controls, Forms, Dialogs, StdCtrls, DSPack, DSUtil, DirectShow9, ExtCtrls, IdBaseComponent, IdComponent, IdTCPServer, IdTCPConnection, IdTCPClient, ScktComp,jpeg;

type

TForml = class(TForm) FilterGraphl: TFilterGraph; OpenDialogl: TOpenDialog; Button 1: TButton; VideoWindowl: TVideoWindow; ListBoxl: TListBox; Filter 1: TFilter; Timer 1: TTimer;

SampleGrabberl: TSampleGrabber;

CheckBoxl: TCheckBox;

Button2: TButton;

Memol: TMemo;

ClientSocketl: TClientSocket;

Editl: TEdit;

Edit2: TEdit;

Button3: TButton;

Button4: TButton;

Timer2: TTimer;

Image 1: TImage;

SampleGrabber2: TSampleGrabber; Edit3: TEdit; Button5: TButton; Button6: TButton; Edit4: TEdit;

procedure ButtonlClick(Sender: TObject); procedure FormCreate(Sender: TObject); procedure ListBoxl Click(Sender: TObject); procedure TimerlTimer(Sender: TObject); procedure Button2Click(Sender: TObject); procedure Button3Click(Sender: TObject); procedure Timer2Timer(Sender: TObject);

procedure Button4Click(Sender: TObject);

procedure ClientSocketlRead(Sender: TObject; Socket: TCustomWinSocket); procedure Button6Click(Sender: TObject); procedure Button5Click(Sender: TObject); private

{ Private declarations } public

{ Public declarations } end;

var

Forml: TForml; SysDev: TSysDevEnum; connect, play_t, go :boolean; compress:integer; implementation

{$R *.dfm}

procedure TForml.ButtonlClick(Sender: TObject); var bm:tmemorystream;

picl: tbitmap; begin

end;

procedure TForml.ListBoxlClick(Sender: TObject); begin

if FilterGraphl.Active then FilterGraphl.Active.- False; FilterGraphl .ClearGraph; ifListBoxl.Itemlndex > -1 then begin

Filterl .BaseFilter.Moniker:= SysDev.GetMoniker(ListBoxl .Itemlndex); FilterGraphl. Active:= True;

FilterGraphl. Mode:= gmCapture;

with FilterGraphl as ICaptureGraphBuilder2 do

begin

RenderStream(@PIN_CATEGORY_PREVIEW, nil, Filterl as IBaseFilter, nil, SampleGrabberl {videoWindowl} as IBaseFilter);

end;

FilterGraphl.Play; play_t:=true;

end; end;

procedure TForml,TimerlTimer(Sender: TObject); var

mS :Tmemorystream; Size: integer; P: AByte; pic:tbitmap; jp:TJPEGImage; begin

if (CONNECT=TRUE)and(play_t=true) then BEGIN

MS := TMemoryStream.Create; pic :=tbitmap.Create; samplegrabberl .GetBitmap(pic); image 1 .Picture.Bitmap:=pic; JP := TJPEGImage.Create; jp.Assign(pic);

jp.CompressionQuality:=compress; j p. S aveTo Stream(ms); if go=true then begin

ClientSocketl.Socket.SendText('file#'+'ok,+'#'+IntToStr(ms.Size)+,#'); MS.Position := 0; P := MS.Memory;

Size := ClientSocketl.Socket.SendBuf(pA, ms.Size);

memo 1 .Lines. Add('go');

go:=false;

end;

pic.Destroy; jp.Destroy; end; end;

procedureTForml.FormCreate(Sender: TObject); var

i: Integer;

begin

SysDev:= TSysDevEnum.Create(CLSID_VideoInputDeviceCategory);

if SysDev.CountFilters > 0 then begin

for i:= 0 to SysDev.CountFilters - 1 do ListBoxl .Items. Add(SysDev.Filters[i].FriendlyName); end;

go:=true; compress :=10; end;

procedure TForml.Button2Click(Sender: TObject); begin

forml .ClientSocketl .Port:=strtoint(editl .Text); forml .ClientSocketl. Address :=edit2.Text;

if forml .ClientSocketl .Activeotrue then begin forml .ClientSocketl .Active:=true; forml.Button2.Caption:-disconnect'; memo 1 .Lines. Add('connect'); connect:=true; end else begin

forml .ClientSocketl .Active:=false; form 1 .B utton2. Caption:- connect'; memo 1 .Lines. Add('disconnect'); connect:=false; end end;

procedure TForml.Button3Click(Sender: TObject); begin

if forml.Timer l.Enabledotrue then begin forml.Timer 1 .Enabled:=true; buttonS.Caption:='stop stream'; memo 1.Lines.Add('video stream on'); end else begin

forml .Timer 1 .Enabled:=false; buttons .Caption:-Video stream'; memo 1.Lines.Add('video stream off); end; end;

procedure TForml .Timer2Timer(Sender: TObject); begin

memo 1 .Lines. Add('asd');

end;

procedure TForml.ClientSocketlRead(Sender: TObject;

Socket: TCustomWinSocket); begin

if socket.ReceiveText-end' then go:=true; end;

procedure TForml .Button6Click(Sender: TObject); begin

timer l.Interval:=strtoint(edit4.Text) end;

procedure TForml.Button5Click(Sender: TObject); begin

compress.-strtoint(edit3 .Text); end;

end.