---

Техническое задание на разработку информационной системы мониторинга телеметрических данных робота

1 Общие сведения

Настоящее техническое задание устанавливает требования к разработке информационной системы мониторинга и анализа телеметрических данных робототехнического комплекса. Разрабатываемая система предназначена для автоматизации процессов сбора, обработки, хранения и визуализации информации, поступающей от датчиков, установленных на робототехнической платформе.

Система разрабатывается для использования в составе автономного мобильного робота и должна обеспечивать непрерывный контроль параметров его работы. В процессе эксплуатации робот получает данные от датчиков, характеризующих состояние окружающей среды и отдельных компонентов системы, что требует их постоянной регистрации и анализа.

Разрабатываемое программное обеспечение должно обеспечивать стабильную работу в режиме реального времени и функционировать без обязательного подключения к внешним вычислительным устройствам.

2 Основания для разработки

Основанием для разработки является необходимость повышения эффективности мониторинга состояния робототехнического комплекса и отсутствие встроенного программного решения, обеспечивающего долговременное хранение и анализ телеметрических данных.

Дополнительным основанием служит необходимость повышения информативности системы управления роботом за счёт предоставления оператору актуальных данных о состоянии датчиков и возможности анализа накопленной информации.

3 Назначение разработки

Информационная система предназначена для выполнения следующих задач обеспечения непрерывного сбора телеметрических данных с датчиков температуры, влажности и давления, хранения измерений во внутренней энергонезависимой памяти, обработки и анализа полученных значений, визуализации текущих параметров на встроенном интерфейсе, регистрации отклонений от допустимых значений и формирования уведомлений для оператора, а также предоставления доступа к архиву измерений для последующего анализа.

Система должна обеспечивать повышение эффективности диагностики состояния робототехнического комплекса и сокращение времени выявления неисправностей.

4 Требования к системе

4.1 Функциональные требования

Система должна обеспечивать непрерывный сбор телеметрических данных от подключённых датчиков. Получение данных должно выполняться в режиме реального времени с заданной периодичностью, достаточной для корректного отображения текущего состояния системы.

Система должна обеспечивать первичную обработку поступающих данных, включающую проверку корректности значений, фильтрацию ошибочных измерений и преобразование данных в единый формат, пригодный для хранения и отображения.

Система должна выполнять сохранение телеметрических данных во внутреннюю энергонезависимую память EEPROM. Хранение данных должно обеспечивать формирование истории измерений с возможностью последующего доступа к ранее сохранённой информации.

Система должна обеспечивать ведение журнала измерений, в котором фиксируются все полученные значения параметров с указанием последовательности их получения.

Система должна реализовывать механизм анализа телеметрических данных на основе заданных пороговых значений. При выходе параметров температуры, влажности или давления за допустимые пределы система должна фиксировать событие отклонения и формировать соответствующее уведомление.

Система должна обеспечивать визуализацию текущих значений параметров на встроенном дисплее робототехнического комплекса. Интерфейс должен отображать основные показатели состояния системы в понятной и структурированной форме.

Система должна предоставлять возможность просмотра архивных данных, позволяя анализировать изменения параметров во времени.

4.2 Нефункциональные требования

Система должна обеспечивать работу в режиме реального времени. Время между получением данных с датчиков и их отображением не должно превышать одной–двух секунд.

Система должна обладать высокой надёжностью и устойчивостью к сбоям. При возникновении ошибок в работе датчиков система должна продолжать функционирование без остановки основного процесса мониторинга.

Система должна обеспечивать сохранность данных при отключении питания за счёт использования энергонезависимой памяти EEPROM. Все критически важные данные должны сохраняться без повреждений структуры записи.

Система должна быть устойчивой к длительной непрерывной эксплуатации без потери производительности и функциональности.

Архитектура программного обеспечения должна обеспечивать масштабируемость, включая возможность подключения дополнительных датчиков и расширения перечня измеряемых параметров без существенной переработки программного кода.

Программное обеспечение должно быть модульным и обеспечивать удобство сопровождения, тестирования и модернизации.

Система должна функционировать автономно без необходимости подключения к внешним серверам или облачным сервисам.

4.3 Требования к надёжности

Система должна обеспечивать непрерывную работу в течение длительного времени. В случае возникновения программных или аппаратных ошибок работа системы не должна полностью прекращаться.

При сбоях в работе отдельных датчиков система должна корректно обрабатывать отсутствие данных и продолжать выполнение основных функций.

Система должна обеспечивать восстановление работоспособности после перезапуска контроллера без потери критически важных данных.

4.4 Требования к безопасности

Система должна обеспечивать защиту данных от некорректного изменения в процессе обработки и хранения. При необходимости передачи данных на внешние устройства должна обеспечиваться защита канала передачи информации.

Доступ к изменению параметров системы должен быть ограничен логикой программного обеспечения для предотвращения случайного или несанкционированного вмешательства.

4.5 Требования к производительности

Система должна обеспечивать минимальную задержку обработки телеметрических данных. Обработка и отображение информации должны выполняться без заметных задержек для пользователя.

При увеличении интенсивности поступления данных система должна сохранять стабильность работы без деградации производительности.

4.6 Требования к удобству сопровождения

Программное обеспечение должно иметь структурированную модульную архитектуру, обеспечивающую разделение логики сбора данных, обработки, хранения и отображения информации.

Код должен быть организован таким образом, чтобы внесение изменений в один модуль не приводило к нарушению работы других компонентов системы.

4.7 Требования к условиям эксплуатации

Система предназначена для эксплуатации в составе робототехнического комплекса в лабораторных и учебных условиях. Работа системы должна быть стабильной в стандартных условиях температуры и влажности, характерных для помещений учебного назначения.

5 Состав и содержание работ

В рамках разработки системы должны быть выполнены следующие этапы анализ предметной области, определение требований к системе, проектирование архитектуры программного обеспечения, разработка модулей сбора телеметрических данных, реализация системы хранения информации в EEPROM, разработка алгоритмов анализа телеметрии, создание пользовательского интерфейса, тестирование системы в различных режимах работы, оптимизация производительности и интеграция с робототехнической платформой.

6 Требования к тестированию

Система должна пройти функциональное тестирование, включающее проверку корректности получения данных от датчиков, корректности обработки и отображения информации, а также проверки работы механизма хранения данных.

Также должно быть проведено тестирование устойчивости системы при длительной непрерывной работе и при повышенной частоте поступления телеметрических данных.

Отдельно должно быть выполнено тестирование восстановления данных после отключения питания и перезапуска системы.

7 Порядок контроля и приемки

Приемка системы осуществляется после завершения полного комплекса испытаний и подтверждения соответствия разработанного программного обеспечения требованиям настоящего технического задания.

Результатом приемки является работоспособная информационная система, интегрированная в состав робототехнического комплекса и обеспечивающая выполнение всех заявленных функций.

8 Заключительные положения

Разработка считается завершённой после успешного внедрения системы в состав робототехнической платформы, проведения итогового тестирования и оформления эксплуатационной документации.