هوشمندسازی آسانسور با شبیه‌سازی سیستم نهفته و بی‌درنگ

موضوع پروژه «هوشمندسازی آسانسور» هست. اینکه الان آسانسور چقدر ظرفیت خالی داره، چند نفر می‌تونن ازش استفاده کنن و... همچنین لطفاً تقسیم‌بندی کارها رو هم برای پروژه انجام بدید. MN: راهنمای انجام پروژه درس سیستم‌های نهفته و بی‌درنگ Embedded and Real-Time Systems ۱. هدف از انجام پروژه هدف از این پروژه، آشنایی عملی دانشجویان با طراحی، برنامه‌نویسی، شبیه‌سازی و ارزیابی سیستم‌های نهفته و بی‌درنگ است. هر گروه باید یک مسئله واقعی یا کاربردی را انتخاب کرده و برای آن یک راهکار مبتنی بر سیستم نهفته طراحی کند. دانشجویان باید بتوانند با استفاده از یک شبیه‌ساز نرم‌افزاری، عملکرد سیستم پیشنهادی را بررسی کرده، شرایط مختلف را آزمایش کنند و نتایج را در قالب گزارش فنی ارائه دهند. توجه: اجرای پروژه صرفاً در محیط شبیه‌سازی انجام می‌شود و تهیه میکروکنترلر، حسگر، برد الکترونیکی و سایر تجهیزات فیزیکی الزامی نیست. ۲- ابزارها و نرم‌افزارهای موردنیاز دانشجویان می‌توانند با توجه به موضوع انتخابی از ابزارهای زیر استفاده کنند: ابزار کاربرد Wokwi شبیه‌سازی ESP32، آردوینو، حسگرها و مدارهای مجازی Arduino IDE برنامه‌نویسی میکروکنترلرهای سازگار با Arduino Node-RED طراحی داشبورد و نمایش وضعیت سیستم Python تحلیل داده‌ها، بررسی الگوریتم‌ها و ترسیم نمودار FreeRTOS بررسی وظایف هم‌زمان، اولویت‌بندی و زمان‌بندی ابزار اصلی پیشنهادی برای همه گروه‌ها Wokwi است. با توجه به پیچیدگی موضوع از دیگر شبیه سازها هم می توان استفاده کرد. ۳- مراحل انجام پروژه هر گروه باید پروژه خود را مطابق مراحل زیر انجام دهد. مرحله اول: تعریف مسئله و نیازمندی‌ها در این مرحله، دانشجویان باید مسئله موردنظر را به‌روشنی تعریف کنند و توضیح دهند که سیستم طراحی‌شده قرار است چه مشکلی را حل کند. مرحله دوم: طراحی ساختار سیستم در این مرحله، گروه باید ساختار کلی سیستم را طراحی کند و نحوه ارتباط بخش‌های مختلف را مشخص سازد. ساختار پیشنهادی شامل سه بخش اصلی است: ۱. بخش ورودی: دریافت اطلاعات از حسگرهای مجازی یا تولید داده‌های آزمایشی. ۲. بخش پردازش: اجرای الگوریتم روی میکروکنترلر مجازی یا در محیط نرم‌افزاری انتخاب‌شده. ۳. بخش خروجی: نمایش اطلاعات، فعال‌سازی هشدار مجازی یا تغییر وضعیت سیستم. دانشجویان باید یک نمودار بلوکی از ساختار سیستم رسم کنند و وظیفه هر بخش را توضیح دهند. خروجی این مرحله: نمودار بلوکی سیستم و توضیح اجزای آن. مرحله سوم: پیاده‌سازی در محیط شبیه‌سازی در این مرحله، دانشجویان باید مدار یا مدل مجازی سیستم را ایجاد کرده و برنامه موردنیاز را بنویسند. برای مثال، در پروژه تشخیص نشت آب، گروه می‌تواند یک حسگر نشت آب مجازی، میکروکنترلر ESP32، نمایشگر و بازر را در Wokwi شبیه‌سازی کند. برنامه باید به‌گونه‌ای طراحی شود که: مقدار ورودی را دریافت کند. داده دریافتی را پردازش کند. شرایط تعریف‌شده را بررسی کند. خروجی متناسب با شرایط را نمایش دهد. در صورت وقوع رویداد غیرعادی، واکنش مناسب نشان دهد. در موضوعاتی که حسگر اختصاصی در شبیه‌ساز پشتیبانی نمی‌شود، می‌توان از ورودی‌های جایگزین یا داده‌های مصنوعی استفاده کرد؛ به شرط آنکه روش شبیه‌سازی به‌روشنی توضیح داده شود. خروجی این مرحله: مدل قابل اجرا در شبیه‌ساز و کد برنامه. مرحله چهارم: بررسی ویژگی‌های سیستم بی‌درنگ از آنجا که این پروژه مربوط به درس سیستم‌های نهفته و بی‌درنگ است، دانشجویان باید علاوه بر عملکرد عادی سیستم، رفتار زمانی آن را نیز بررسی کنند. موارد مورد بررسی عبارت‌اند از: زمان پاسخ: مدت‌زمان بین وقوع یک رویداد ورودی و واکنش سیستم. زمان‌بندی وظایف: ترتیب اجرای عملیات مختلف. اولویت‌بندی: تعیین اهمیت نسبی وظایف در صورت نیاز. مهلت زمانی (Deadline): مشخص‌کردن حداکثر زمان مجاز برای پاسخ به رویدادهای مهم. مدیریت خطا: بررسی رفتار سیستم هنگام دریافت داده نامعتبر یا مواجهه با شرایط غیرعادی. هر گروه باید متناسب با موضوع خود، حداقل دو مورد از ویژگی‌های فوق را بررسی کند. مرحله پنجم: طراحی سناریوهای آزمایش هر گروه باید حداقل پنج سناریوی آزمایشی برای بررسی عملکرد سیستم تعریف و اجرا کند. سناریوها باید شرایط عادی و غیرعادی را پوشش دهند. مرحله ششم: تحلیل نتایج در این مرحله، دانشجویان باید نتایج حاصل از آزمایش‌ها را تحلیل کنند و نشان دهند که آیا سیستم طراحی‌شده نیازمندی‌های اولیه را برآورده کرده است یا خیر. موارد مورد بررسی: صحت عملکرد سیستم در سناریوهای تعریف‌شده زمان پاسخ به رویدادها رفتار سیستم در شرایط غیرعادی محدودیت‌های مدل شبیه‌سازی پیشنهادهایی برای بهبود طراحی خروجی این مرحله: تحلیل نتایج و بیان نقاط قوت، محدودیت‌ها و راهکارهای بهبود. ساختار گزارش نهایی گزارش پروژه باید شامل بخش‌های زیر باشد: ردیف بخش گزارش محتوای مورد انتظار ۱ صفحه عنوان نام درس، عنوان پروژه و مشخصات اعضای گروه ۲ چکیده معرفی مسئله، روش انجام و نتایج اصلی ۳ مقدمه اهمیت مسئله و کاربرد سیستم ۴ تعریف مسئله و نیازمندی‌ها ورودی‌ها، خروجی‌ها و شرایط عملکرد ۵ طراحی سیستم نمودار بلوکی و توضیح اجزا ۶ ابزارهای شبیه‌سازی معرفی نرم‌افزارها و دلیل انتخاب آن‌ها ۷ پیاده‌سازی توضیح الگوریتم و بخش‌های اصلی کد ۸ آزمایش‌ها معرفی سناریوها و روش اجرای آن‌ها ۹ نتایج و تحلیل جداول، نمودارها و تحلیل عملکرد ۱۰ بررسی ویژگی‌های بی‌درنگ زمان پاسخ، زمان‌بندی یا مهلت زمانی ۱۱ نتیجه‌گیری جمع‌بندی و پیشنهادهای توسعه ۱۲ منابع مستندات، مقالات و منابع استفاده‌شده.