VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

В последнее время наблюдается бурное развитие сенсорных сетей и расширение сферы их применения, в том числе и в сфере медицины[1,2,3].

Кроме того все в последние десятилетие все более актуален вопрос о визуальном конструировании программ. При этом важным аспектом является проблема автоматической генерации кода по графическим моделям, которые являются центральным элементом концепции модельно-ориентированного проектирования. Модельно-ориентированное проектирование – эффективный и экономически выгодный способ разработки систем управления, обработки сигналов и изображений, построения систем связи, разработок в области мехатроники и создания встраиваемых систем.

Вместо физических прототипов и текстовых спецификаций в модельно-ориентированном проектировании применяется исполняемая модель. Разработанная модель используется во всех этапах разработки. При таком подходе можно разрабатывать и проводить имитационное моделирование как всей системы целиком, так и ее компонентов. Современные методы проектирования позволяют использовать модельно-ориентированный подход для создания алгоритмического и программного обеспечения сенсорных сетей[4].

При применении модельно-ориентированного подхода разработчику необходимо продумать алгоритм работы и реализовать его через системную модель, а программное обеспечение узлов сенсорной сети будет синтезировано автоматически из модели посредством пакета расширений Embedded Coder среды Mathworks Matlab&Simulink[5]. Программное обеспечение Embedded Coder генерирует удобочитаемый, компактный и быстрый C и C++ код для использования во встраиваемых процессорах, отладочных платах и микропроцессорах, используемых для серийного производства. Embedded Coder активирует дополнительные настройки конфигурации для MATLAB Coder и Simulink Coder, а также включает продвинутые оптимизации для тончайшей настройки функций, файлов и данных в сгенерированном коде. Эти оптимизации улучшают эффективность кода и облегчают интеграцию с существующим кодом, типами данных и калибровочными параметрами, используемыми в производстве.

Возможность синтеза кода для целевого оборудования открывает перспективы создания пакета расширений среды Mathworks Matlab&Simulink, который позволит использовать подход визуального проектирования для создания телемедицинских систем различного назначения.

Важную роль в процессе разработки играют анализ и проектирование системы с точки зрения объектной методологии. В качестве языка моделирования был выбран Unified Modeling Language (UML, унифицированный язык моделирования)[6]. На данном этапе создания собственной библиотеки блоков пакета расширений среды MathWorks MATLAB&Simulink для целевого оборудования необходимо рассмотреть ряд принципов, связанных с идентификацией и выделением основных абстрактных объектов, а также с распределением связей между ними, разработать UML модели пакета расширений. Использование UML позволит создать декларативное описание того, как устроен и функционирует пакет расширений среды MathWorks MATLAB&Simulink для целевого оборудования и визуализировать процессы.

Рисунок 1 - диаграмма вариантов использования

На диаграмме деятельности показано разложение процесса создания программного обеспечения с использованием среды MathWorks MATLAB&Simulink, встроенных пакетов расширений и разработанного пакета расширений для целевого оборудования на его составные части.

Литература

1. Birsel Ayrulu-Erdem, Billur Barshan, Leg Motion Classification with Artificial Neural Networks Using Wavelet-Based Features of Gyroscope Signals // Sensors, 2011.
2. Weijun Tao, Tao Liu, Rencheng Zheng, Hutian Feng Gait Analysis Using Wearable Sensors// Sensors, 2012.
3. Tam Vu Ngoc, Rai Jain Medical Applications of Wireless Networks [Electronic resource] // Washington University in St. Louis [Official website]. URL: http://www.cse.wustl.edu/~jain/cse574-08/ftp/medical/
4. Володин К.И., Переходов А.И. Автоматизированная генерация кода из моделей Simulink для целевого оборудования на базе технологий Nordic Semiconductor // Современные информационные технологии: Труды международной научно-технической конференции.- Пенза: ПензГТУ, 2014.
5. Официальный сайт компании MathWorks [Электронный ресурс]. – Режим доступа: www.mathworks.com/, свободный.
6. Unified Modeling Language [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.uml.org/, свободный.

Код для цитирования: Скопировать