Отображение информации в одной строке реализовано при помощи сдвиговых регистров DD6 и DD7. Управление сдвиговыми регистрами производится при помощи трех входов порта XS1: «Данные», «STCP» и «SHCP». Со входа «Данные» поступает значение одного пикселя который необходимо отобразить на табло (1 - белый, 0 - черный). Далее приходит импульс со входа «SHCP» и происходит сдвиг в сдвиговых регистрах. Сдвиговые регистры включены последовательно поэтому таким образом можно заполнить все регистры. На одном блоке управления матрицей нагревательных элементов предусмотрено 16 столбцов, что эквивалентно двум восьмибитным сдвиговым регистрам. Однако устройство подразумевает последовательное включение нескольких блоков матричного табло. Для заполнения всех регистров понадобится циклов, где N - количество подключенных блоков. По завершению заполнения сдвиговых регистров приходит импульс со входа «STCP» и внутренние значения регистров поступают на выходы, соответствующие выводам 15 и 1-7 микросхем DD6 и DD7.

4. Разработка программной реализации табло коллективного пользования

4.1 Программная реализация алгоритмов микроконтроллера

Как было описано выше, логика работы блока управления табло реализована при помощи микроконтроллера Atmega64. Она обеспечивает необходимую логику работы со сдвиговыми регистрами и счетчиками, обработку изображения для корректного отображения его на табло, связь с ПЭВМ, индикацию состояния табло. Полученное ПО было разработано на языке высокого уровня С в среде программирования CodeVisionAVR.

Микронтроллер должен работать со сдвиговым регистром, с десятичными счетчиками, со светодиодами, с UART, а также обрабатывать данные. В первую очередь реализованы операции переключения счетчика (переход на следующую строку) и сброс в начальную позицию. Эти команды выполняются при помощи выводов 37 и 36 (PC2 и PC1 соответственно). Команды перехода на следующую строку и сброса строки на первую абстрагированы в виде отдельных функций. Стоит обратить внимание что среда разработки CodeVisionAVR позволяет обращаться к конкретным выводам микроконтроллера без использования макросов (как например в Atmel Studio). Функции для работы с кадровой разверткой приведены в листинге 4.1.

Работа со строчной разверткой осуществляется при помощи сдвиговых регистров. Управление этими регистрами осуществляется при помощи трех других выводов микроконтроллера. Это выводы 35, 38 и 39 (PC0, PC3 и PC4 соответственно). Функции для работы со сдвиговым регистром приведены в листинге 4.2. Функция «NextBitInSR» генерирует восходящий фронт на входе «SHCP», что приводит к сдвигу в регистрах. Функции «StartDataInSR» и «EndDataInSR» абстрагируют работу с защелкой сдвиговых регистров.

void NextString()

{

PORTC.2=0;

PORTC.2=1;

}

void ResetString()

{

PORTC.1 = 1;

PORTC.1 = 0;

}

Листинг 4.1 - Функции для работы с кадровой разверткой

void NextBitInSR() //SR - shift register

{

PORTC.4=0;

PORTC.4=1;

}

void StartDataInSR()

{

PORTC.0 = 0;

}

void EndDataInSR()

{

PORTC.0 = 1;

}

void SetDataInSR(char value)

{

PORTC.3 = value;

}

Листинг 4.2 - Функции для работы со сдвиговым регистром

В реализации программы прототипа была опущена возможность последовательного подключения нескольких блоков матричного табло, т.к. основной интерес представляет реализация отображения изображения на одном блоке. Данные об одном изображении хранятся в массиве из 320 элементов.

(4.1)

где n - количество включенных пикселей в строке;

f(i) - функция описывающая количество соседних включенных пикселей.

Таким образом задержка прямо пропорциональна количеству включенных пикселей строки и обратно пропорциональная количеству соседних пикселей. Функция, вывода одной строки приведена в листинге 4.4.

void RenderString(char y, unsigned char* ar_data)

{

char i=0;

char j=0;

char delay = 0;

for(j=0; j<8; j++)

{

StartDataInSR();

for(i=0; i<d_width; i++)

{

SetDataInSR(0);

if(GetPixel2(ar_data,i,y) )

{

if(RatePixel(ar_data ,i,y) < j)

SetDataInSR(1);

}

NextBitInSR();

}

EndDataInSR();

delay = CalculateDelayOfString(y, ar_data);

delay_ms(delay>>1);

CleanSR();

}

}

Листинг 4.4 - Функция вывода одной строки

4.2 Разработка программного клиента для работы с табло

Прототип сегмента табло, разработанный в ходе выполнения дипломного проекта, является радиоэлектронным изделием, управление которым осуществляется благодаря микроконтроллеру «Atmega64». Информация на табло должна иметь возможность изменяться. А значит необходимо заложить в программу, выполняемую микроконтроллером возможность изменения данных, которые отображаются на табло. В первичной реализации необходимо решить, что следует изменять на табло.

Во-первых - изображение. Очевидно, что следует отправлять информацию которую требуется изобразить на табло. Т.к. дисплей представляет собой матрицу пикселей, необходимо отправлять цвет каждого пикселя на управляющее устройство. Например, используя построчную и кадровую развертку. Исходя из этого выделим следующий пункт.

Во-вторых - параметры изображения: ширина и высота. При передаче изображения в виде потока построчно развернутых пикселей, устройство должно иметь информацию о том, сколько пикселей ширина и высота экрана. Таким образом появится возможность отобразить одно статичное изображение. Но при таком подходе, разрабатываемое табло будет отличаться от рекламного стенда разве что сложностью конструкции. Поэтому стоит добавить возможность изменения отображаемой информации в динамике.

В-третьих - кадры. Количество изображений и длительность отображения одного кадра на табло. Несколько кадров должны сменяться друг за другом, с определенной задержкой. Пусть задержка будет постоянна для всех изображений.

Программный клиент должен иметь функционал, позволяющий отправлять указанные выше данные на управляющее устройство. Но помимо этого, он так же должен удовлетворять требованиям в обработке данных. Т.к. необходимо посылать данные на дисплей при помощи определенного протокола (который описан ниже), эти данные нужно получить из других, более первичных данных. Т.е. на входе программы должен быть набор изображений, а на выходе - посылаемый на табло, поток данных.

Рисунок 4.1 - Графический интерфейс программного клиента.

Для реализации приложения использован объектно-ориентированный язык программирования C#. Такое решение было принято потому, что C# позволяет очень быстро вести разработку приложения, благодаря тому, что вся работа происходит с т.н. управляемым кодом. Так же .NET Framework предоставляет API для разработки графического интерфейса приложений, имеющий название Windows Forms [4]. Графический интерфейс программного клиента имеет вид в соответствии с рисунком 4.1.

Как видно из рисунка, графический интерфейс состоит из двух групп: область предпросмотра (слева) и область параметров (справа), состоящую, в свою очередь, из двух вкладок. Рассмотрим вкладку «Parameters».

Рисунок 4.2 - Вкладка с параметрами сетки и настройкой кадров

Функциональное назначение элементов графического интерфейса принадлежащих вкладке «Parameters» приведено в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Название элемента управление	Назначение
Группа «Grid»
Width count	Количество пикселей по горизонтали
Height count	Количество пикселей по вертикали
Width size	Высота одного пикселя (необходимо для предпросмотра)
Height size	Ширина одного пикселя (необходимо для предпросмотра)
Monochrome	Преобразование цветов изображения в градации серого
High contrast	Преобразование цветов изображения в режим высокой контрастности
Source image visible	Отображать исходное изображение в режиме предпросмотра
Группа «Animation»
Frame length	Длительность отображения одного кадра на дисплее
Frames	Список исходных изображений
Add	Добавить новое изображение
Remove	Удалить выбранное изображение
Up	Поменять выбранное изображение с вышестоящим
Down	Поменять выбранное изображение с нижестоящим
Prev	Переход к предыдущему изображению
Next	Переход к следующему изображению
Play	Включить предпросмотр анимации (переключения кадров), с указанной задержкой
Stop	Остановить предпросмотр анимации

Рассмотренная выше вкладка, используется для настройки параметров выводимой на табло информации, а также режима предпросмотра. Вторая вкладка («MCU», от англ. «Microcontroller unit» - микроконтроллер). Отвечает за связь непосредственно с платой управления табло. И включает в себя настройки отправляемых данных, а также параметры последовательного порта, по которому осуществляется обмен данными между клиентом и устройством. Вкладка имеет вид в соответствии с рисунком 4.3. Функциональное назначение элементов графического интерфейса принадлежащих вкладке «MCU» приведено в таблице 4.2.



Рисунок 4.3 - Вкладка с параметрами последовательного порта и отправляемыми данными

Таблица 4.2

Название элемента управление	Назначение
Группа «Port»
Port name	Имя последовательного порта к которому подсоединено устройство
Baud rate	Скорость UART используемая при передаче данных
Refresh	Обновить список доступных последовательных портов
Connect (Disconnect)	Подсоединиться к выбранному последовательному порту
Группа «Data»
Height pixels	Отправлять количество пикселей по вертикали
Width pixels	Отправлять количество пикселей по горизонтали
Frames count	Отправлять количество кадров
Frame length	Отправлять длительность одного кадра
Images data	Отправлять данные изображений (цвета пикселей)
All	Отправлять все данные
Группа «Log»
Окно с текстом	Выводится информация о состоянии портов отправки и т.п.

В качестве примера приведем обработаем логотип университета СибГУТИ при помощи программы. Включим различные режимы обработки цвета. Результаты имеют вид в соответствии с рисунком 4.4.

Рисунок 4.4 - Различные режимы работы программы

Связь программы с устройством производится при помощи последовательного порта. Исходя из вышеописанных данных, был разработан протокол связи с устройством. В протоколе используется два типа отправляемых байтов: байт команды и байт данных. Для начало необходимо на устройство отправить командный байт, чтобы оно переключилось в режим ожидания каких-либо данных. А затем отправлять байты данных имеющие конкретные значения.

Байт команды всегда имеет логическую 1 в самом старшем бите, в то время как байт данных всегда имеет логический 0 в самом старшем бите. Таким образом может быть 128 различных команд. Описание байтов протокола приведено в таблице 4.3.

Таблица 4.3

Байт команды	Описание	Описание последующих данных	Пример посылки	Описание примера
10000000	Количество пикселей по вертикали	Один байт с количеством пикселей по вертикали. 00000000 - 0 пиксель 01111111 - 127 пикселей	10000000 00010100	Задать высоту в 20 пикселей
10000001	Количество пикселей по горизонтали	Один байт с количеством пикселей по горизонтали. 00000000 - 0 пиксель 01111111 - 127 пикселей	10000001 00010000	Задать ширину в 16 пикселей
10000010	Количество кадров (изображений)	Один байт с количеством кадров 00000000 - 0 кадр 01111111 - 127 кадров	10000010 00000100	Задать количество кадров равное 4
10000011	Длительность одного кадра	Один байт с длительностью одного кадра 00000000 - 0 секунда 01111111 - 127 секунд	10000011 00000101	Задать длительность одного кадра 5 секунд
10000100	Данные о цветах пикселей	Последовательность байт, с построчно развернутыми изображениями (все кадры подряд)	10000100 00111111 00001100 01100011 00001111	Отправить белый прямоугольник по контуру для разрешения 5х5.

На текущий момент устройство реализовано в виде монохромного дисплея без градаций. Каждый пиксель может либо быть равен 1 (белый) либо 0 (черный). Поэтому при отправке данных о цветах пикселей все кадры последовательно построчно разворачиваются и дробятся по 7 бит (т.к. старший бит занят под флаг типа текущего байта - команда или данные), последний байт, если весь ряд пикселей не кратный семи дополняется нулями.

Архитектура программы прозрачна, и максимально проста. Зависимости основных классов изображены на диаграмме которая имеет вид в соответствии с рисунком 4.5.

Рисунок 4.5 - Диаграмма зависимостей основных классов программы

В программе имеется один руководящий класс «MainWindow», который содержит в себе экземпляры всех используемых в программе классов. Управление параметрами сетки, анимации и связи с устройством делегировано классам «ParametersGrid», «ParametersAnimation» и «ParametersMCU», соответственно. Которые в свою очередь пользуются методами класса «XmlConfigManager». Все эти классы имеют свои поля, отображающие конкретные параметры (ширина, высота экрана, скорость передачи через последовательный порт и т.п.). Эти параметры сохраняются после закрытия программы в XML файлы при помощи класса «XmlConfgManager».

Класс «Player» используется при предпросмотре анимации переключения изображений. Класс «ColorTranslatorGrid» содержит в себе функции обработки изображения, и визуальное отображение результата. Класс «SendDataManager» отвечает за упаковку данных согласно протоколу, который был описан выше.

5. Безопасность жизнедеятельности

5.1 Организация рабочего места

В ходе разработки прототипа модуля для дисплея основанного на термохромном индикаторе (далее - прототип) ряд проблем, связанных с проведением демонтажных и монтажных работ, а именно организация рабочего места для пайки и сборки печатных плат, утилизация старых электронных компонентов и блоков. Кроме того, необходимо учитывать негативные факторы при работе с персональным компьютером, так как прототип построен на базе микроконтроллера, для которого на ПЭВМ разрабатывается соответствующие программное обеспечение. Кроме того, результирующее табло подразумевает эксплуатацию в уличных условиях на высоте. А значит имеет требования к технике безопасности связанной с работой на высоте. Далее опишем требования к рабочему месту, как при разработке прототипа, так и при эксплуатации изделия.

Правильная организация рабочего места подразумевает знание и выполнение эргономических требований, которые определяются существующими стандартами. Эргономические требования -- это требования, которые предъявляются к системе «человек -- машина -- среда» в целях оптимизации деятельности человека-оператора с учетом его социально-психологических, психофизиологических, психологических, антропологических, физиологических и других объективных характеристик, и возможностей. Эргономические требования являются основой при формировании конструкции машины, дизайнерской разработке пространственно-композиционных решений системы в целом и отдельных ее элементов. Система -- сочетание взаимодействующих факторов, компонентов, объединенных определенной единой целью, системность -- свойство системы. Машина или инструмент деятельности (изделие, предмет) в эргономике -- любое техническое устройство, предназначенное для целенаправленного изменения материи, энергии, информации и пр. Понятие «машина» может означать как самые простые орудия (нож, молоток и т.п.), так и сложные -- станки, ЭВМ или космические корабли. Эргономические требования описаны в нормативных документах ГОСТ 12.2.032-75. «ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования», ГОСТ 12.2.033-75.», ССБТ. Рабочее место при выполнении работ стоя. Общие эргономические требования».

Разработка программного обеспечения для работы с прототипом проводилась за ПЭВМ. Работа с компьютером характеризуется значительным умственным напряжением и нервно-эмоциональной нагрузкой операторов, высокой напряженностью зрительной работы и достаточно большой нагрузкой на мышцы рук при работе с клавиатурой ЭВМ. Большое значение имеет рациональная конструкция и расположение элементов рабочего места, что важно для поддержания оптимальной рабочей позы человека-оператора.

В процессе работы с компьютером необходимо соблюдать правильный режим труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках.

В ходе обслуживания завершенного изделия, необходимо соблюдать правила работы на высоте, если конкретное табло коллективного пользования эксплуатируется в уличных условиях. Приведем некоторые правила.

При выполнении монтажных, строительных и других работ на высоте нельзя работать со случайных подставок (ящиков, бочек, ферм, стропил и т.п.). С переносных лестниц и стремянок нельзя работать: около и над вращающимися механизмами, транспортерами и т.п.; с использованием электрических и пневматических инструментов, строительно-монтажных пистолетов; при выполнении газо- и электросварочных работ; при натяжении проводов (повышенная опасность падения). Для таких работ следует применять леса, подмости или стремянки, имеющие площадки, огражденные перилами.

При работе с приставной лестницы на высоте более 1,3 м следует пользоваться предохранительным поясом, прикрепляя его к элементам конструкции или к лестнице, если она жестко соединена с конструкцией. При обслуживании и ремонте электроустановок нельзя работать с металлических лестниц и стремянок (опасность удара электрическим током).

Во избежание случайного падения при работе на высоте все крепежные детали, инструменты, электроды и т.п. держат в специальном переносном ящике или в сумке, надетой через плечо.

Выполнять работу на высоте или находиться в опасной зоне падения с высоты предметов следует только в касках.

5.2 Микроклимат

Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.

Метеорологические условия рабочей среды (микроклимат) оказывают влияние на процесс теплообмена и характер работы. Как было показано ранее, микроклимат характеризуется температурой воздуха, его влажностью и скоростью движения, а также интенсивностью теплового излучения. Длительное воздействие на человека неблагоприятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям.

Температура воздуха - степень его нагретости выраженная в градусах, t. Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару или профзаболеванию. Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения.

Оптимальные и допустимые показатели температуры, относительной влажности движения воздуха в рабочей зоне должны соответствовать таблице 1 ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны». Допустимые величины показателей микроклимата устанавливаются в случаях, когда по технологическим требованиям, техническим и экономическим принципам не обеспечиваются оптимальные нормы.

Изделие подразумевает в ходе работы выделение определенного количества тепла, поэтому при использовании табло внутри помещения, оно должно хорошо проветриваться и иметь средства для поддержания фиксированной температуры помещения. Оптимальные нормы микроклимата приведены в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Период года	Категория работ	Температура воздуха °С Не более	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
Холодный	Легкая - 1а	22 - 24	40 - 60	0,1
	Легкая - 1б	21 - 23	40 - 60	0,1
Теплый	Легкая - 1а	23 - 25	40 - 60	0,1
	Легкая - 1б	22 - 24	40 - 60	0,1

При работе с табло трудовая деятельность работников может осуществляться длительное время на открытом воздухе. В этом случае для защиты от влияния неблагоприятного микроклимата, особенно зимой, работники должны быть обеспечены соответствующей спецодеждой, которая по своим теплозащитным свойствам и конструктивным особенностям должна удовлетворять гигиеническим требованиям. Следует так же учесть факторы, влияющие на работу на высоте. Нельзя выполнять монтажные работы на высоте в открытых местах при скорости ветра 15 м/с и более, а также при гололеде, грозе или тумане, исключающем видимость фронта работ. Работы по перемещению и установке строительных вертикальных панелей и подобных им конструкций с большой парусностью прекращают при скорости ветра 10 м/с и более.

5.3 Освещение

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, благотворно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм. Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности. Существует три вида освещения - естественное, искусственное и совмещенное (естественное и искусственное вместе). Естественное освещение - освещение помещений дневным светом, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях помещений. Естественное освещение характеризуется тем, что меняется в широких пределах в зависимости от времени дня, времени года, характера области и ряда других факторов. Искусственное освещение применяется при работе в темное время суток и днем, когда не удается обеспечить нормированные значения коэффициента естественного освещения (пасмурная погода, короткий световой день). Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным, называется совмещенным освещением. Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное. Рабочее освещение, в свою очередь, может быть общим или комбинированным. Общее - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования. Комбинированное - освещение, при котором к общему добавляется местное освещение.

Рабочие столы следует размещать таким образом, чтобы видеодисплейные терминалы были ориентированы боковой стороной к световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева.

Искусственное освещение в помещениях для эксплуатации ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения. В производственных и административно-общественных помещениях, в случаях преимущественной работы с документами, следует применять системы комбинированного освещения (к общему освещению дополнительно устанавливаются светильники местного освещения, предназначенные для освещения зоны расположения документов).

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300 - 500 лк. Освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана. Освещенность поверхности экрана не должна быть более 300 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/м2.

Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м2 и яркость потолка не должна превышать 200 кд/м2.

Показатель ослепленности для источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 20. Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/м2, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.

Светильники местного освещения должны иметь не просвечивающий отражатель с защитным углом не менее 40 градусов.

Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения пользователя ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1-5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.

Для освещения помещений с ПЭВМ следует применять светильники с зеркальными параболическими решетками, укомплектованными электронными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА). Допускается использование многоламповых светильников с электромагнитными пускорегулирующими аппаратами (ЭПРА), состоящими из равного числа опережающих и отстающих ветвей.

Применение светильников без рассеивателей и экранирующих решеток не допускается. При отсутствии светильников с ЭПРА лампы многоламповых светильников или рядом расположенные светильники общего освещения следует включать на разные фазы трехфазной сети.

Общее освещение при использовании люминесцентных светильников следует выполнять в виде сплошных или прерывистых линий светильников, расположенных сбоку от рабочих мест, параллельно линии зрения пользователя при рядном расположении видеодисплейных терминалов. При периметральном расположении компьютеров линии светильников должны располагаться локализовано над рабочим столом ближе к его переднему краю, обращенному к оператору.

Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях для использования ПЭВМ следует проводить чистку стекол оконных рам и светильников не реже двух раз в год и проводить своевременную замену перегоревших ламп.

5.4 Шум

Шум ухудшает условия труда оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Такие нарушения в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональном состоянии человека вплоть до стрессовых. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительное воздействие интенсивного шума (выше 80 дБ(А)) на слух человека приводит к его частичной или полной потере. В таблице 5.2 указаны предельные уровни звука в зависимости от категории тяжести и напряженности труда, являющиеся безопасными в отношении сохранения здоровья и работоспособности. Уровень шума на рабочем месте математиков-программистов и операторов видеоматериалов не должен превышать 50дБА, а в залах обработки информации на вычислительных машинах - 65дБА. Для снижения уровня шума стены и потолок помещений, где установлены компьютеры, могут быть облицованы звукопоглощающими материалами. Уровень вибрации в помещениях вычислительных центров может быть снижен путем установки оборудования на специальные виброизоляторы.

Таблица 5.2

Категория напряженности труда	Категории тяжести труда
	I. Легкая	II. Средняя	III. Тяжелая	IV. Очень тяжелая
I. Мало напряженный	80	80	75	75
II. Умеренно напряженный	70	70	65	65
III. Напряженный	60	60	-	-
IV. Очень напряженный	50	50	-	-

5.5 Электробезопасность

Электробезопасность - это система организационно-технических мероприятий, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного влияния электрического тока, электрической дуги, электростатического поля и статического электричества.

Электроустановка - совокупность машин, аппаратов, линий электропередач и вспомогательного оборудования, предназначенных для производства, передачи, трансформации, распределения электрической энергии, преобразование ее в другой вид энергии.

Действующая электроустановка - установка, которая находится под напряжением, или на которую в любой момент может быть подано напряжение с помощью коммутационного оборудования.

Электрический ток, проходя через живой организм, оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие.

Термическое действие проявляется в ожогах, нагреве и повреждении кровеносных сосудов, перегреве сердца, мозга и других органов, что вызывает в них функциональные расстройства.

Электролитическое действие проявляется в разложении органической жидкости, в том числе крови, что вызывает значительное нарушение ее состава, а также ткани в целом.

Биологическое действие выражается, главным образом, в нарушении внутренних биоэлектрических процессов, свойственных нормально действующему организму и теснейшим образом связанных с его жизненными функциями.

Например, взаимодействуя с биотоками организма, внешний ток может нарушить нормальный характер их воздействия на ткани и вызывать непроизвольные сокращения мышц.

Основных видов поражения три:

- электрические травмы;

- электрические удары;

- электрический шок.

Электроустановки, к которым относится практически все оборудование ЭВМ, представляют для человека большую потенциальную опасность, так как в процессе эксплуатации или проведения профилактических работ человек может коснуться частей, находящихся под напряжением.

Специфическая опасность электроустановок - токоведущие проводники, корпуса стоек ЭВМ и прочего оборудования, оказавшегося под напряжением в результате повреждения (пробоя) изоляции, не подают каких-либо сигналов, которые предупреждают об опасности. Реакция человека на электрический ток возникает лишь при непосредственном поражении. В таблице 5.3 указаны временные допустимые уровни ЭМП, создаваемые ПЭВМ на рабочих местах.

Питание ЭВМ осуществляется от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В. Высоковольтным устройством является дисплей ЭВМ, напряжение в котором может достигать значений 20000 В.

В связи с этим применяются следующие меры защиты от поражения:

- все токоведущие части изолируются диэлектриком, и ограничивается прямой доступ к ним;

- надежно зануляются корпуса электроустановок;

- используется общий выключатель, при помощи которого в нужный момент можно прекратить подачу напряжения на все электрооборудование;

- весь персонал в обязательном порядке инструктируется о мерах безопасности.

Таблица 5.3

Наименование параметров	ВДУ ЭМП
Напряженность электрического поля	в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц	25 В/м
	в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц	2,5 В/м
Плотность магнитного потока	в диапазоне частот 5 Гц - 2 кГц	250 нТл
	в диапазоне частот 2 кГц - 400 кГц	25нТл
Напряженность электростатического поля	15 кВ/м

Электромагнитное поле диапазона радиочастот обладает рядом свойств, которые широко используются в разных отраслях.

Высокочастотное электромагнитное поле образуется в рабочих помещениях во время работы электрических генераторов высокой частоты.

Источниками излучения электромагнитных волн в радиотехнических установках могут быть генераторы электромагнитных колебаний, антенные устройства, отдельные СВЧ-блоки (линии передач от генератора к антенне, отверстия и щели в сочленениях тракта передачи энергии волн).

Биологический эффект электромагнитных полей зависит от диапазона частот, интенсивности воздействующего фактора, продолжительности, характера и режима облучения (постоянное, апериодическое, интермиттирующее).

Общим в характере биологического воздействия электромагнитных полей радиочастот большой интенсивности является тепловой эффект, который может выразится либо в интегральном повышении температуры тела, либо в избирательном нагреве отдельных тканей или органов, причем органы и ткани недостаточно хорошо снабжены кровеносными сосудами (хрусталик глаза, желчный пузырь, мочевой пузырь) более чувствительны к такому локальному нагреву. Наиболее чувствительной к воздействию радиоволн является центральная нервная и сердечно-сосудистая системы.

Радиочастотное облучение большей интенсивности может вызвать деструктивные изменения в тканях и органах. Острые поражения могут быть тяжелыми, средней тяжести и легкими. Встречаются эти формы весьма редко и могут возникнуть в аварийных ситуациях и при нарушении техники безопасности. При поражениях средней тяжести и в легких случаях степень проявления вегетативного синдрома может варьировать от стертой до выраженной формы. Нарушения в сердечно-сосудистой системе в случаях средней тяжести сразу после облучения могут проявляться диэнцефальными кризами, приступами пароксизмальной тахикардии. Впоследствии изменения определяются симптокомплексом, характерным для сосудистой гипотонии, однако возможны случаи гипертензии. Нарушения крови сводятся в основном к развитию умеренного нейтрофильного лейкоцитоза.

При разработке средств защиты от воздействия электромагнитных излучений учитывается следующее:

- уменьшение излучения непосредственно в самом источнике;

- экранирование источника излучения;

- экранирование рабочего места у источника излучения или удаление рабочего места от него;

- применение индивидуальных средств защиты.

В зависимости от диапазона частот, типа источника излучения, его мощности и характера технологического процесса может быть применен один из указанных методов защиты или любая их комбинация. Средства защиты должны обеспечивать выполнение следующих основных требований:

- не вызывать существенных искажений электромагнитного поля применяемыми защитными средствами;

- не ухудшать работу обслуживающего персонала;

- не снижать производительность их труда.

Основным и наиболее эффективным средством защиты людей от воздействия электромагнитных излучений является автоматизация технологического процесса, применение дистанционного управления высокочастотными установками и вынесение источников излучения из помещений, где находятся люди.

Весьма эффективным способом защиты является экранирование источников излучения при помощи металлических щитов (экранов) и камер. В материале металлического экрана возникают вихревые токи, создающие электромагнитное поле, противоположное экранируемому. В результате такого противодействия ЭМП источника излучения локализуется. Материалом для экранирования могут быть металлические листы толщиной не менее 0,5 мм или сетки с ячейками не более 44 мм из металла, обладающего высокой электропроводностью и магнитной проницаемостью (медь, алюминий, латунь, малоуглеродистая сталь).

Уменьшение энергии излучения у источников достигается выполнением специальных мероприятий. К ним относятся, например, полное экранирование шкафа передатчиков с устранением щелей и других неплотностей в металлической обивке и соблюдением электрического контакта по всему периметру экрана, экранирование смотровых жалюзей и окон передатчиков с помощью металлической сетки или специального стекла с металлизированным слоем (ТУ 1116 - 63) и т.п. В зависимости от типа установок и характера применяемого технологического процесса конструктивное оформление защитных экранов может быть различным.

5.6 Пожарная безопасность

В данном изделии имеются определенные узлы и компоненты, которые во время эксплуатации выделяют определенное количество тепловой энергии. Поэтому не допустимо упускать из вида возможность воспламенения данного изделия.

Согласно стандартному определению пожар - это неконтролируемое горение вне специального очага, развивающееся во времени и пространстве, опасное для людей и наносящее материальный ущерб.

Пожарная безопасность - состояние защищенности личности, имущества, общества и государства от пожаров.

Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты.

Пожарная профилактика - комплекс мероприятий, необходимый для предупреждения пожара или уменьшения его последствий.

Активная пожарная защита - меры, обеспечивающие успешную борьбу с пожарами или взрывоопасной ситуацией.

Горение - химическая реакция, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением.

Для горения необходимо наличие горючего вещества, кислорода (окислителя, окислителем может быть не только кислород, но и хлор, фтор, бром и т.д.) и источника тепловой энергии для воспламенения. Источником воспламенения могут быть пламя, электрические искры, раскаленные твердые тела и др.

Различают несколько физических форм горения: вспышка, воспламенение, самовоспламенение и самовозгорание.

Вспышка - быстрое сгорание горючей смеси, не сопровождающиеся образованием сжатых газов. При этом, для продолжения горения, оказывается недостаточно того количества тепла, которое образуется при кратковременном процессе вспышки.

Горючее вещество (материал, смесь) - вещество, способное самостоятельно гореть после удаления источника зажигания.

Возгорание - возникновение горения под действием источника зажигания.

Воспламенение - возгорание, сопровождающиеся появлением пламени.

Самовозгорание - явление резкого увеличения скорости экзотермических реакций, приводящее к возникновению горения вещества в отсутствии источника зажигания.

Самовоспламенение - самовозгорание, сопровождающееся появлением пламени.

Тление - беспламенное горение твердого вещества.

Взрыв - чрезвычайно быстрое химическое (взрывчатое) превращение, сопровождающиеся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить механическую работу.

Правила пожарной безопасности в РФ (ППБ 01-03) устанавливают требования пожарной безопасности, обязательные для применения и исполнения в целях защиты жизни и здоровья граждан, имущества физических и юридических лиц, государственного или муниципального имущества, охраны окружающей среды от пожаров. Необходимо соблюдать систему пожарной безопасности, направленную на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара:

- в машинных залах ЭВМ не разрешается устанавливать шкафы для хранения материалов и предметов;

- над и под машинными залами ЭВМ не допускается размещать пожароопасные и взрывопожароопасные помещения и склады;

- ремонтировать блоки ЭВМ непосредственно в машинных залах не разрешается;

- не разрешается оставлять без наблюдения включенную в сеть радиоэлектронную аппаратуру, используемую для испытаний и контроля ЭВМ;

- не реже одного раза в квартал необходимо производить очистку от пыли агрегатов и узлов, кабельных каналов и межпольного пространства;

- при отделке офисов необходимо использовать только те отделочные материалы, которые прошли испытание в пожарной лаборатории на горючесть и распространение огня и имеют сертификаты по пожарной безопасности.

Для отделки лучше всего использовать материалы трудногорючие и негорючие, а также уменьшать количество сгораемых отделочных материалов (уменьшать пожарную загрузку помещений). Запрещается отделывать сгораемыми материалами пути эвакуации (коридоры, лестничные клетки). Все электротехническое оборудование офиса также должно быть сертифицировано и надежно в эксплуатации.

Компьютеры и их обеспечение должны иметь отдельное электроснабжение, не совмещенное с общим электропитанием здания, в котором расположены офисные помещения. Обязательно должна быть смонтирована автоматическая пожарная сигнализация, все помещения обеспечены первичными средствами пожаротушения (огнетушители), а при определенных требованиях и автоматической системой пожаротушения [5].

Во всех производственных, административных, складских и вспомогательных помещениях на видных местах должны быть вывешены таблички с указанием номера телефона вывоза пожарной охраны.

На каждом предприятии приказом (инструкцией) должен быть установлен соответствующий их пожарной опасности противопожарный режим, в том числе:

- определены и оборудованы места для курения;

- определены места и допустимое количество единовременно находящихся в помещениях сырья, полуфабрикатов и готовой продукции;

- установлен порядок уборки горючих отходов и пыли, хранение промасленной спецодежды;

- определен порядок обесточивания электрооборудования в случае пожара и по окончании рабочего дня;

- регламентированы: порядок проведения временных огневых и других пожароопасных работ; порядок осмотра и закрытия помещений после окончания работы; действия работников при обнаружении пожара;

- определен порядок и сроки прохождения противопожарного инструктажа и занятий по пожарно-техническому минимуму, а также назначены ответственные за их проведение.

В зданиях и сооружениях (кроме жилых домов), при единовременном нахождении на этаже более 10 человек должны быть разработаны и на видных местах вывешены планы (схемы) эвакуации людей в случае пожара, а также предусмотрена система (установка) оповещения людей о пожаре. Руководитель объекта с массовым пребыванием людей в дополнение к схематическому плану эвакуации людей при пожаре обязан разработать инструкцию, определяющую действия персонала по обеспечению безопасности и быстрой эвакуации людей, по которой не реже одного раза, а полугодие должны проводиться практические тренировки всех задействованных для эвакуации работников.

Работники предприятий, а также граждане обязаны:

- соблюдать на производстве и в быту требования пожарной безопасности стандартов, норм и правил, утвержденных в установленном порядке, а также соблюдать и поддерживать противопожарный режим;

- выполнять меры предосторожности при пользовании газовыми приборами, предметами бытовой химии, проведении работ с легковоспламеняющимися (ЛВЖ) и горючими (ГЖ) жидкостями, другими опасными в пожарном отношении внществами, материалами и оборудованием.

При возгорании необходимо выполнить следующие действия:

а) позвонить в пожарную службу по номеру 01;

б) вывести людей;

в) спасать имущество;

г) попробовать потушить пожар подручными средствами, если это не удается, то попробовать локализовать пожар, то есть не дать ему распространяться; если не удается потушить или локализовать пожар своими силами, то необходимо уйти в безопасное место.

Заключение

табло уличный дисплей схема

В ходе выполнения данного дипломного проекта были разработаны принципиальные схемы, топологии печатных плат прототипа дисплея высокой контрастности для табло коллективного пользования. Разработана управляющая программа для микроконтроллера, а также программный клиент. Полученное изделие демонстрирует возможности и потенциал отображения информации методом отражения при помощи.

Полученный прототип далек от технологичного и промышленного экземпляра изделия, и обладает рядом недостатков. Однако сновная цель - уход от метода излучения к методу отражения в принципе работы табло коллективного пользования, решена.

Библиография

[1] Шуберт Ф. Светодиоды. [Текст] - М.: Физматлит, 2008. - 496 с.

[2] Домасев М. В., Гнатюк С. П. Цвет, управление цветом, цветовые

расчеты и измерения. [Текст] - СПб.: Питер, 2009. - 224 с.

[3] Абрамович Б. Г. Термоиндикаторы и их применение. [Текст] - М.:

Энергоатомиздат, 1987. - 200 с.

[4] Троелсен Э. Язык программирования C# 2010 и платформа .NET 4.

[Текст] - Киев.: Вильямс, 2011. - 1392 с.

[5] Белов Н.А. Безопасность жизнедеятельности. [Текст] - М.: Знание,

2000 - 364с.

[6] Патент СССР № 1817312/18-24 30.06.1974. Басалыга В. Ф., Кибисов Л.Ф., Исаенко В. М. Газоразрядная матрица.

[7] ATMEL. www.atmel.com/ru/ru [Электронный ресурс].

Ссылочные нормативные документы

Обозначение документа, на который дана ссылка	Номер раздела, подраздела, пункта, подпункта, перечисления, приложения разрабатываемого документа, в котором дана ссылка
ГОСТ 12.2.032-78	8.1
ГОСТ 12.2.033-78	8.1
ГОСТ 12.1.005-88	8.2

Приложение А

Перечень принятых сокращений

МОП - метал окисел полупроводник

ПК - персональный компьютер

ПО - программное обеспечение

ППЗУ - программируемое постоянное запоминающие устройство

ШИМ - широтно-импульсная модуляция

ПЭВМ - персональная электронная вычислительная машина

API - интерфейс программирования приложений

PWM - широтно-импульсная модуляция

RGB - красный, зеленый, синий

SMD - технология монтажа на поверхность

MCU - микроконтроллерная единица

UART - универсальный асинхронный приемопередатчик

USB - универсальная последовательная шина

Размещено на Allbest.ru