CC BY
38
критическом разряде аккумулятора, система управления оповещает об этом оператора, передавая ему информацию о неисправности по радиоканалу связи.
Заключение
Таким образом, современное развитие БПЛА позволяет решать такие задачи мониторинга, которые ранее не были доступны. Автоматизация про-
цессов посадки и зарядки аккумуляторной батареи БПЛА позволит оператору с минимальным участием в процессе управления, получить фото- и видеоинформацию, в кратчайшие сроки оценить, а впоследствии - проанализировать состояние исследуемых объектов, а в общем случае - использовать этот перспективный вид летательных аппаратов для решения множества задач мониторинга.
ЛИТЕРАТУРА
1. http://www.dji.com/
2. Bahram Lavi Sefidgari.: Auto landing process for autonomous flying robot by using image processing based on EDGE detection. International Conference on Foundations of Computer Science & Technology. 2014.
3. Использование программируемых аналоговых интегральных схем (ПАИС) в составе устройства для измерения проводимости кондуктометрического датчика / Князьков А.В., Кулапин В.И., Маньков А.М. // Надежность и качество. - 2012.: Труды Международного симпозиума: Пенза: Изд-во ПГУ, 2012.-Т.2.-с. 10-13.
4. https://ru.wikipedia.org/wiki/Qi_(стандарт питания)
5. Tuna Toksoz, Joshua Redding, Matthew Michini, Bernard Michini, Jonathan P. How Automated.: Battery Swap and Recharge to Enable Persistent UAV Missions. Massachusetts Institute of Technology, Cambridge. 2009.
6. Koji A. O., Suzuki.: Automatic Battery Replacement System for UAVs. Journal of Intelligent & Robotic Systems. September 2011.
7. Kamil A. Grajski, Ryan Tseng and Chuck Wheatley. Qualcomm Incorporated. LooselyCoupled Wireless Power Transfer: Physics, Circuits, Standards. - IEEE, 2012.
8. Технология беспроводной зарядки, часть 2 / В. Охрименко // Электронные компоненты и системы. - №10-12, октябрь- декабрь 2014, с.11-19.
9. Меркульев А.Ю. Программные комплексы и системы проектирования печатных плат / Меркульев А.Ю., Сивагина Ю.А., Кочегаров И.И., Баннов В.Я., Юрков Н.К. // Современные информационные технологии. 2014. № 19 (19). С. 119-128.
10. Принципы построения аппаратно-программных комплексов для формирования и измерения параметров импульсных сигналов / Паршуков М. Ю., Светлов А.В., Ханин И.В., Мишра П. // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. - 2009. - № 3. - С. 102 - 112.
УДК 531.3:681.2
Хади1 О .Ш., ЛитвиноВ А.Н., Гуральник3 Г.В.
Технологический Университет( Багдад, Ирак),
2ФГБОУ ВПО "Пензенский государственный университет" Пенза, Россия 3ФГУП ФНПЦ " ПО СТАРТ им. М.В. Проценко", Заречный, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ПЛАТ НА ИХ ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Введение
Динамический расчет современных конструкций радиоэлектронных систем (РЭС) изделий приборостроения должен учитывать сложный характер воздействия и весь комплекс требований, предъявляемый к ним, в числе которых низкий уровень шума, долговечность и высокая надежность конст-рукций.При эксплуатации диапазон внешних возмущений, как правило, является достаточно широким. Это в значительной степени затрудняет, а в подавляющем большинстве случаев не позволяет проектировать безрезонансные конструкции
РЭС[1]. Статистика показывает, что около половины отказов элементов радиоэлектронной аппаратуры происходит на резонансных частотах колебаний шасси электронных блоков, несущих панелей и плат. В связи с этим необходимо уже на начальной стадии проектирования моделировать динамические процессы, происходящие в основных элементах конструкций РЭС: контактных системах [2], панелях, платах[1,3], электронных блоков изделий различного назначения [4].
1. Выбор динамической модели
При анализе динамических процессов большое значение имеет выбор математической модели, учитывающий особенности исследуемой конструкции РЭС: способ крепления платы, расположение элементов на поверхности платы или панели, их размеры, способ их крепления к плате и т.п. Существующие модели, как правило, не учитывают в полной мере эти особенности, что приводит к грубой оценке собственных частот этих конструкций, а в некоторых случаях может приводить к ошибочным результатам и выводам[5,6].
Рассмотрим это на примере прямоугольной платы электронного блока. Размеры платы в плане (а*Ь), толщина Ъ. На её поверхности расположены электро-радио элементы (ЭРЭ), имеющие различные размеры и массы. Плата крепится к корпусу прибора винтами в четырех угловых точках и имеет дополнительное крепление в пятой точке, смещенной от центра платы. На рис. 1 сохранены в масштабе реальные габариты ЭРЭ и их место расположения на плате.
Рисунок 1 - Плата с элементами
Для более точного определения собственных частот платы, на которых имеют место резонансы, применим метод конечного элемента, реализованный в программном комплексе ANSYS. Рассмотрим преимущественно изгибные формы колебаний. Плата установлена в электронном блоке авиационного оборудования, т.е. подвергается вибрации с частотой до 2000 Гц, поэтому рассматриваем все собственные частоты < 2000 Гц, где 7=1,2,... -номер собственной частоты. Нумерация частот производится по возрастанию.
При расчете собственных частот используем следующие динамические модели:
I- плата без элементов;
II- плата с точечным расположенным элементов массами И± в центрах их тяжести;
III - плата с элементами, припаянными (приклеенными) к ее поверхности по площадке контакта. Толщина паяного (клеевого) шва равна Ьш.
Собственные час
Задача решается в трехмерной постановке, т.е. учитываются реальные размеры всех ЭРЭ, толщина клеевых (паяных) швов, а также размеры (диаметры) крепежных винтов платы к корпусу.
2. Результаты математического моделирования
При компьютерном моделировании принято: размеры платы (axb) =(120 x80) мм2; й=1,5мм; материал платы стеклотекстолит с модулем упругости Е=3*104МПа; коэффициентом Пуассона ц =0,22 и плотностью р=2000 кГ/м3.
В табл.1 приведены результаты теоретического моделирования по определению первых пяти сов-тсвенных частот платы для всех рассматриваемых моделей. Диаметр крепежных винтов принят равным 4 мм, толщина шва в модели III принималась равной йш=0,1; 0,2 мм. В качестве материала шва рассматривались: припой ПОС - 61 и жесткий клей ВК - 9.
пы плат Таблица 1
Номер частоты j Собственные частоты fj (ГЦ) для различных моделей
I II III
Материал шва
ПОС 61 ВК 9
Ьш. =0,1мм Ъш. =0,2мм Ъш. =0,1мм Ъш. =0,2мм
1 826,8 398,1 553,3 581,6 524,9 568,2
2 866,4 414,4 807 ,2 834 ,6 774 ,6 826,4
3 1117,5 584 ,1 87 6,3 926,3 832,0 904 ,5
4 1382,2 1139,8 951,7 973,7 931,6 966,4
5 1652,9 164 9,0 1425,6 1450,0 1400,8 1448,6
На рис 2...4 показаны первые пять форм изгибных колебаний плат для рассматриваемых динамических моделей.
Рисунок 2 - колебаний платы без ЭРИ (модель I)
4
5
Рисунок 4 - Формы колебаний платы (модель III): материал шва ПОС61, йя.=0,1мм
Флажками на рисунках показаны точки на платах, соответствующие min и max амплитудам перемещений на каждой форме колебаний. Номер формы колебаний соответствует номеру j =1r2r3r4r5 собственной частоты, на которой имеет место резонанс.
Приведенные результаты показывают, что выбор модели, описывающей динамическое поведение платы ,существенно влияет на результаты моделирования и определяет точность расчета (см.табл.1)
Анализ полученных результатов показывает, что учет навесных ЭРЭ при динамическом расчете является обязательным. При этом существенную роль играет способ крепления ЭРЭ к плате и применяемый материал шва. Наибольшее влияние эти параметры оказывают на низких частотах (см.табл.1).
Установлено, что используемая в динамическом расчете модель существенно определяет формы собственных колебаний и резонансные частоты. Это существенным образом влияет на напряженно-деформированное состояние платы и элементов, расположенных на ее поверхности и в конечном итоге определяет ее прочность и виброустойчивость при эксплуатационном воздействии, а также определяет возможные зоны возникновения и развития латентных дефектов в плате.
Результаты численных расчетов показали, что изменение диаметра винтов крепления платы так же влияет на ее резонансные частоты. При увеличении диаметра винтов собственные частоты увеличиваются т.к. возрастает жесткость крепления платы. В большинстве случаев для крепления плат используются винты диаметров от 3 до 6 мм. В этом случае собственные частоты изменяются не более чем на 4...8%, что можно не учитывать в практических расчетах, т.к. такое изменение соответствует погрешности экспериментов и теоретического моделирования динамических процессов в реальных конструкциях. Если диаметр вин-
тов крепления более 6 мм, то при динамическом расчете необходимо в расчетной модели учитывать их фактический диаметр.
Выводы
Анализ результатов численного моделирования изгибных колебаний плат с ЭРЭ показал:
1. При расчете динамических характеристик плат необходимо учитывать наличие ЭРЭ, их расположение на плате и способ крепления к ней. В тех случаях, когда ЭРЭ крепятся к поверхности платы по плоскости контакта (клеевым или паяным швом) необходимо учитывать толщину шва и модуль упругости его материала (клей, припой).
2. При определении динамических характеристик плат наиболее точной следует считать третью модель, учитывающую все основные свойства платы, размеры и способ крепления ЭРЭ к плате.
3. Знание форм собственных колебаний, полученных по результатам компьютерного моделирования, позволяет наиболее точно определить необходимые места расположения измерительных виброустройств на плате при проведении динамических испытаний.
4. Из анализа напряженно-деформированного состояния платы и её элементов, соответствующего каждой из форм собственным колебаний, можно прогнозировать наиболее вероятные зоны возникновения и развития латентных дефектов (непре-клеи, пепропаи, микротрещины и т.п.). Это в свою очередь позволяет научно обоснованно назначать режимы технологической вибрации для выявления возможных скрытых производственных дефектов[7].
Предложенная математическая модель рекомендуется к практическому использованию на ранних стадиях проектирования конструктивных элементов РЭС для обеспечения динамической устойчивости плат и РЭС в целом в реальных условиях вибрационного нагружения изделий различного назначения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Литвинов, А.Н. Моделирование динамических процессов в изделиях приборостроения / А. Н. Литвинов. - Пенза : Изд-во ПГУ, 2011. - 198с.
2. Хади,О. Ш. Анализ динамики контактных систем приборов/ О. Ш.Хади// Надежность и качест-во:Тр.Междунар.симп.Т.2.-Пенза:Изд-во ПГУ,2 014.С.223-225.
3. Литвинов,А.Н. Применение слоистых структур для повышения виброустойчивости конструкций различного назначения/А.Н.Литвинов, Д.В.Артамонов, М.А.Литвинов,Н.К.Юрков//Надежность и качест-во:Тр. Междунар. симп.Т.2.-Пенза:Изд-во ПГУ,2013.С.149-151.
4. Литвинов,А.Н. Моделирование динамических процессов в гетерогенных структурах РЭС специзделий при ударном нагружении/А.Н.Литвинов, Д.В.Артамонов// Радиовысотометрия -2013:Сб.тр.СТ Всероссийский НТК.-Екатеринбург:Форт Диалог Исеть,2 013.-С.3 4 8-352.
5. Филиппов ,А.П. Колебания деформируемых систем / А.П.Филиппов .- М. : Машиностроение , 1970. - 736с.
6. Фролов ,В.А. Механические воздействия и защита электронной аппаратуры / В.А. Фролов.- Киев: Высш.школа, 1979.-128с.
7. Литвинов,А.Н. Выбор режимов технологической вибрации приборов в процессе производства /А.Н. Литвинов, А.А. Иофин , В.Я.Баннов // Радиовысотометрия -2011:Сб.тр.Ш Всеросс.научно-техн.конф./Под.ред. А.А. Иофина, Л-И.Пономарела.-Екатеринбург:Форт Диалог Исеть,2 010.-С.98-102.
УДК 004.627, 004.056.55
Петрянин1 Д.Л., Юрков1 Н.К., Разживина2 Г.П.
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет», Пенза, Россия
2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный архитектурно-строительный университет», Пенза, Россия
АРХИВАЦИЯ КАК СПОСОБ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ
Развитие сети Интернет, наряду с доступностью все более мощных компьютеров и прогрессом в технологии сбора информации и данных, привели к широкому использованию хранилищ и баз данных (БД). В связи с этим растёт интерес к улучшению алгоритмов сжатия информации разного типа данных. Причём чаще всего потеря, какой либо, части информации является критичной и недопустимой во многих областях науки, техники, искусства и др.
На сегодняшний день, когда распространение Flash накопителей и винчестеров, ёмкость которых уже измеряется терабайтами, для пользователей также остаётся актуальная проблема сжатия малоиспользуемой и важной информации. Компрессия резервированных данных (Backup) остаётся важной необходимостью обусловленной тем, что хранение полной копии дисков непозволимая роскошь для большинства мелких компаний и частных лиц. С ростом объёмов накопителей растёт и объём резервируемых данных, риск потери которых очень велик.
В настоящее время уже существует ряд алгоритмов сжатия, но все они либо узкоспециализированные и предназначены для конкретных типов данных, либо они могут работать со многими видами данных, но при этом степень компрессии очень сильно зависит от типа данных. Кроме этого, важную роль играет эффективность сжатия, когда размер исходного файла практически равен размеру архива, а в некоторых случаях объем архива превышает объем несжатого файла [1]. Архивы применяют с целью:
повысить эффективность носителя - на один носитель поместить больший объем информации;
создания резервных копий ценных данных, которые в сжатом виде будут храниться на отдельных носителях;
защиты данных от несанкционированного доступа паролем - документы даже не откроются;
увеличения скорости копирования данных с диска на диск, например, электронных страниц, содержащие много мелких графических файлов;
быстрого восстановления данных, измененных пользователем;
передачи информации по каналам связи; раздробления данных на пакеты. Возможности архиваторов: сжатие данных;
просмотр содержимого архива; контроль целостности данных; распаковка архива;
восстановление поврежденного архива; установка защиты; добавление файла в архив; создание многотомных архивов; создание самораспаковывающихся архивов; блокировка от случайной модификации. Рассмотрим архиватор RAR в качестве защиты данных, с закрытым исходным кодом, как самый известный и используемый среди пользователей.
Пароль, установленный на архив RAR, как правило, не хранится внутри архива. RAR зашифровывает поток данных после компрессии при помощи алгоритма AES [2], получая зашифрованный текст. При разархивации RAR пытается расшифровать его с введенным паролем, независимо от того, является этот пароль правильным или нет. Иными сло-
вами, понять, что пароль является верным, можно только после распаковки архива.
Поскольку RAR использует симметричный алгоритм шифрования, то ключ шифрования только один, никакого другого ключа (и пароля, соответственно) не существуют.
Существует мнение, что RAR при создании архива с паролем может вставить куда-то внутрь потока данных отдельные биты ключа, что позволит практически мгновенно расшифровать любой архив. [3] Действительно, исходные тексты самого архиватора не являются открытыми, и теоретически можно было предположить, что такой скрытый канал утечки ключа мог бы существовать. При исследовании этого вопроса выяснилось, что
в заголовках RAR-архива нет места для хранения значимой части ключа.
в потоке сжатых данных места гораздо больше, но изучение алгоритма разархивирования (который является открытым) показало, что каждый бит там используется для декомпрессии. Сравнение размеров и содержимого сжатых данных для одного и того же файла с паролем и без него показало их полную идентичность.
Тем не менее, это не доказывает, что скрытого канала в RAR нет.
Архиваторы ZIP используют собственный алгоритм шифрования, который является очень нестойким. Это приводит к двум практическим уязвимо-стям. Во-первых, всегда можно осуществить атаку по открытому тексту (для этого нужен один незашифрованный файл из архива). Во-вторых, если архив создан WinZip или Infozip и содержит 5 или более файлов, то возможно произвести гарантированную расшифровку архива, независимо от длины и сложности пароля. Обе эти атаки занимают всего пару часов на современном компьютере. В последних версиях WinZip есть опция, позволяющая использовать стойкий алгоритм AES. В этом случае вышеописанные атаки неприменимы и остается перебор паролей. [4]
Компания «Доктор Веб» 21 января 2 015 года предупредила пользователей о начавшейся массовой почтовой рассылке, с использованием которой злоумышленники распространяют опасную вредоносную программу-загрузчик. Основное предназначение этого приложения — скачивание и запуск на инфицированном компьютере троянца-шифровальщика Trojan.Encoder.68 6, представляющего для пользователей серьезную угрозу, поскольку пострадавшие от его действия файлы в настоящее время не поддаются расшифровке. [5] Как было описано выше, ZIP архив имеет недостатки - его можно использовать для распространения вирусов и нарушения правильной работы ПЭВМ.
Таким образом, из выше сказанного следует, что архивация данных в ряде случаев может использоваться как для защиты данных, так и для распространения вирусов. Также вирус может изменить поток данных в архиве, что приведет к его повреждению содержимого, тем самым распаковка данного архива не представляется возможным, даже, если пароль известен и является правильным. При архивировании, например, архиватором RAR с парольной защитой, в случае вирусной атаки информация находящиеся внутри архива может быть изменена, но не может прочитана или скопирована в первоначальном виде.
