Die Vereinigung von Software und Hardware. Fernüberwachung und -verwaltung von RedPine

Werfen wir einen kurzen Blick auf die Vergangenheit - in früheren Artikeln haben wir über die Grundphilosophie und die Hauptmerkmale der Red Pine- Plattform gesprochen. Wir haben versucht herauszufinden, "was ist das?" und "warum ist das so?" Nun ist es an der Zeit, sich die Details des Produkts anzuschauen und in tiefere Ebenen einzutauchen.

Und auf der nächsten Ebene haben Sie und ich einen Überblick über die Grundelemente der Plattform und die Merkmale ihrer Interaktion - wir werden über die heilige Vereinigung von Software und Hardware sprechen.



Produkte wie Red Pine sollten auf der richtigen Interaktion zwischen Software und Hardware basieren - nicht nur auf einfacher Kompatibilität, sondern auch auf einer starken Freundschaft zwischen Hardware, Software und Menschen. Andernfalls können Probleme mehr als gut ausfallen.

Die Zusammensetzung des Hardware- und Softwarekomplexes

Wir haben bereits einige Software- und Hardwareprobleme angesprochen, aber das Thema Überwachungssysteme ist sehr vielfältig und es ist fast unmöglich, alles sofort zu erzählen. Deshalb tauchen wir allmählich tiefer in diese Geschichte ein und nähern uns allmählich der völligen Klarheit.

Und jetzt werden wir das Red Pine- Überwachungssystem in seine Komponenten analysieren und versuchen, jedes Teil einzeln zu betrachten - seine Funktionen, seine Merkmale, seinen Platz im Gesamtbild. Als Beispiel biete ich Ihnen diese Illustration an:


Die grundlegenden Teile des RedPine-Systems (Beispiel)

In dieser eigentümlichen Parade von Planeten ist zu sehen, dass die gesamte Lösung nicht nur in Software und Hardware (Software und Hardware) unterteilt ist, sondern diese Teile selbst unterschiedliche Ebenen haben und für unterschiedliche Funktionen verantwortlich sind. Dies ist ein wirklich wichtiger Punkt, weil Die ordnungsgemäße Verteilung der Funktionen wirkt sich direkt auf die Gesamtsystemleistung aus. Die Zahnräder auf dem Bild sollen die Beziehung zwischen Ebenen und Elementen symbolisieren - dies ist auch ein sehr wichtiger Punkt, auf den ich weiter unten näher eingehen werde.

Mit Ihrer Erlaubnis werde ich in Zukunft manchmal den Software-Teil "Software" oder "Software" und den Hardware-Teil "Hardware" nennen. Ich denke, dass es für alle einfacher sein wird.

Natürlich ist jedes Element wichtig und trägt zur Arbeit des gesamten Systems bei. Aber sind ihre Beiträge gleich? Nein, es ist nicht dasselbe, und die Bewertung in Einheiten ist sehr problematisch. Dies kann nur unter bestimmten Bedingungen erfolgen. Wenn wir eine bestimmte prozentuale Skala des Gewichts des Beitrags zum System erstellen, sehen wir das folgende Bild:


Beteiligung der Hauptelemente des Systems an der allgemeinen Entscheidung

Diese Abbildung zeigt nur eine ungefähre Verteilung der Bedeutung der Grundelemente des Red Pine- Systems, verbessert jedoch das Verständnis des Grundprinzips: Software der obersten Ebene ist das Zentrum und die Grundlage der Lösung und befindet sich nicht auf einem entfernten Objekt, sondern in einem bedingten Kontrollzentrum.

Top Level Eisen

Unter Hardware der oberen Ebene verstehen wir Computerausrüstung mit verschiedenen Formfaktoren, Serverhardware und Geräte, die die Kommunikation zwischen der oberen und unteren Ebene ermöglichen. Diese Hardware kann nicht nur Teil der Red Pine- Lösung sein, sondern auch einige andere Funktionen parallel ausführen (Büro, YouTube ansehen, Solitaire). Es gibt nur eine Anforderung: Die Technik muss die Mindestanforderungen des ausgewählten Lösungstyps erfüllen.

Wir werden nicht im Detail auf Details eingehen, um die Struktur des heutigen Materials nicht zu ruinieren. Wenn Sie neugierig sind, finden Sie typische Arten von Lösungen in einem speziellen Abschnitt auf der offiziellen Red Pine- Website .

Unter dem Gesichtspunkt der Implementierung von Überwachungs-, Buchhaltungs- und Kontrollsystemen ist auf der oberen Ebene mit Hardware alles etwas einfacher als auf der unteren Ebene, da es keine Einschränkungen für Hersteller und Formfaktor gibt und die vorhandene Computerausrüstung viele Aufgaben problemlos bewältigen kann. Wenn Sie beispielsweise mit der Online-Software-Oberfläche der obersten Ebene arbeiten, benötigen Sie den einfachsten Laptop, Tablet oder Smartphone und Zugriff auf das Netzwerk - es gibt keine weiteren Anforderungen.

Unteres Eisen

Aber mit dem Eisen der unteren Ebene ist alles komplizierter. Es gibt keine fertigen Geräte auf dem Markt, die für unsere Zwecke problemlos geeignet wären, was bedeutet, dass die Entwicklung und Produktion solcher Geräte erforderlich ist.

Unsere Pläne sahen nicht vor, die Produktion von Steuerungen selbst einzurichten. Daher bestand die Aufgabe darin, einen geeigneten Hersteller zu finden. Lange Zeit haben wir jemanden ausgewählt, der nicht nur ein Gerät gemäß unserer Spezifikation herstellen und herstellen, sondern auch eine angemessene Unterstützung für seine Produkte bieten kann. Es wurden sowohl europäische als auch chinesische und russische Hersteller berücksichtigt.

Wir haben alle die gleichen Anfangsdaten angesprochen:

• Wir müssen einen Controller für unsere Bedürfnisse und Anforderungen entwickeln
• Top- und Bottom-Level-Software unserer Entwicklung
• Linux-basiertes Controller-Betriebssystem
• Passen Sie die Produktion von Steuerungen gemäß unserer Spezifikation im Kleinserienmodus an
• Schnelle Produktionszeiten
• Schneller technischer Support
• Flexibilität - bereit für Produktänderungen
• Praktischer Formfaktor für Installation und Verwendung

Ich wiederhole, wir brauchten keine fertige Lösung, sondern die Herstellung unserer eigenen, sondern auf der elementaren Basis des Herstellers.

Als Ergebnis der Auswahl gewann die Lösung von Wiren Board . Ich stelle fest, dass die anderen Kandidaten unsere Anforderungen nicht nur schlechter erfüllten - sie konnten einfach nicht alle erfüllen, sodass die Wahl für uns offensichtlich war.

Ich werde mich nicht auf Anti-Werbung einlassen und diejenigen anrufen, die eliminiert wurden, weil Für andere Aufgaben mag ihre Lösung noch besser geeignet sein, aber sie passten nicht nur zu uns. Darüber hinaus haben wir niemanden aus der Liste der potenziellen Partner gestrichen und werden möglicherweise eines Tages mit ihnen zusammenarbeiten, da sich in der modernen Welt alles sehr schnell ändert.



Aber heute wählen wir das Wiren Board . Wir waren mit der Funktionalität, dem Formfaktor, der Flexibilität und dem guten Support voll zufrieden. Dies bedeutet nicht, dass der Preis dieser Option niedrig ist, aber unsere Anforderungen waren nicht niedrig. Wir verstehen, dass alle guten Dinge das Geld wert sind, und zu diesem Zeitpunkt passt das Preis-Leistungsverhältnis zu uns.

Es ist erfreulich, dass viele der Leser von Geektimes in unserem letzten Artikel die Wiren Board- Plattform sofort erkannten - dies war ein angenehmer Moment und bestätigte die Popularität dieses Herstellers von industriellen Mikrocomputern. Wir für unseren Teil können nur positive Bewertungen zu ihrem Produkt abgeben, und wir hoffen, dass dies immer so sein wird.

Die Beziehung zwischen der unteren und oberen Ebene

Auch wenn alle Elemente der oberen und unteren Ebene wie eine Uhr funktionieren (nicht in dem Sinne, wie es die Zeit zeigt, sondern im Sinne der Genauigkeit), sollten sie auch wie ein gutes Team zusammenarbeiten.

Kommunikation ist ein sehr wichtiger Bestandteil jeder Interaktion, und ihre Qualität wirkt sich direkt auf die Qualität der gesamten Lösung aus. Bei Lösungen von Drittanbietern haben wir häufig festgestellt, dass Kommunikationsprobleme vernachlässigbare Beachtung fanden, was den Umfang erheblich einschränkte, und diese ärgerliche Auslassung war einer der Hauptimpulse für die Entwicklung unserer Red Pine- Plattform.

In unserem Produkt haben wir Kommunikationsprobleme mit aller Ernsthaftigkeit angegangen - dies gilt sowohl für die Methoden der Informationsübertragung als auch für die korrekte Komprimierung und Paketierung von Daten, um Verluste und Probleme mit unzureichender Bandbreite des Kommunikationskanals zu vermeiden.


Gerät der unteren Ebene mit Kommunikationsanschlüssen

Die untergeordnete Hardware verfügt über alle für die Datenübertragung erforderlichen Schnittstellen: GSM, 3G RS 485, 232, TCP / IP. Sie können separat oder gleichzeitig funktionieren und problemlos mit schwachen Kommunikationskanälen arbeiten. Selbst wenn sich die Ausrüstung in der Tundra oder Taiga befindet, wird sie in Kontakt bleiben. Bei Bedarf (oder auf Wunsch des Kunden) kann das System mit anderen Kommunikationsschnittstellen ausgestattet werden.

Verantwortlich für die Informationssicherheit ist das proprietäre Datenübertragungsprotokoll RPL, das das Verschlüsselungsprotokoll, die Prüfsummenprüfsumme des Datenstroms kombiniert und Daten in seinem eigenen Speicher sichert, bis es eine Empfangsbestätigung vom Server erhält. Unterwegs geht nichts verloren oder verloren.

RedPine kann mithilfe von Modbus- und SNMP-Protokollen problemlos in vorhandene Informationssysteme integriert werden, und Eisen auf niedrigerer Ebene kann als zusätzliches Gateway verwendet werden.

"Weiche" oberste Ebene

Die Hauptaufgabe der Software der oberen Ebene besteht darin, eine Art Hub zu sein, eine Verbindung zwischen der Hardware der oberen Ebene, der Software der unteren Ebene und der Person.

Das heißt, die Software der obersten Ebene sollte die erforderliche Benutzerinteraktion mit allen Elementen des Überwachungs- und Planungssystems bereitstellen. Er ist sowohl das Gehirn als auch das Gesicht von Red Pine , was bedeutet, dass er gleichzeitig klug, bequem und hübsch sein muss.

Erstens das Gehirn, das dem Benutzer verborgen bleibt. Hier haben wir keine vorgefertigten Lösungen verwendet und mussten alles von Grund auf neu schreiben. Diese Software ist für das Speichern, Verarbeiten, Analysieren und Übertragen von Daten zwischen verschiedenen Elementen der oberen und unteren Ebene verantwortlich. Unter anderem war es für uns von entscheidender Bedeutung, dass all dies optimiert wird und schnell auf einer anderen Hardware funktioniert. Eine schlechte Optimierung kann sogar die beste Funktionalität auf einen Schlag ruinieren Diese umfangreiche Funktionalität kann nicht verwendet werden.


Schnittstelle des Überwachungs- und Steuerungssystems des Dieselaggregats (Mimikdiagramm)

Wenden wir uns nun dem Gesicht des Systems zu. Hier ist das Aussehen wichtig und nicht nur für die Schönheit notwendig - alles sollte klar und bequem für den täglichen Gebrauch durch Menschen ohne besondere Vorbereitung sein. Eine unverständliche Oberfläche spielt tatsächlich gegen den Benutzer und zwingt ihn, Fehler zu machen, die manchmal tödlich sein und zu erheblichen finanziellen Verlusten führen können. Aus diesem Verständnis heraus gingen unsere Entwickler beim Entwerfen des visuellen Teils der Top-Level-Software vor. Ich werde Ihnen noch etwas über die Benutzeroberfläche von Red Pine erzählen. Wir werden uns jetzt nicht mehr mit dem Hauptthema befassen. Sie können es jedoch jetzt in der Demoversion (Link) ansehen - die Benutzeroberfläche unterscheidet sich nicht von den realen Basisversionen.

"Weiche" untere Ebene

Da Software auf niedrigerer Ebene auf Hardware auf niedrigerer Ebene ausgeführt wird, muss sie in derselben Sprache mit ihr kommunizieren. Genau deshalb hatten wir Anforderungen an den Controller-Hersteller, die sich auf das verwendete Betriebssystem und die internen Algorithmen des Geräts bezogen.

Diese Software ist für den Empfang von Befehlen von der Software der oberen Ebene, deren Verarbeitung und Übertragung an die ausführenden Geräte der Hardware der unteren Ebene wie die Steuerung, Erweiterungsmodule und zusätzliche Anbaugeräte (Sensoren, Steuerelemente usw.) verantwortlich. Und auch für die Rückfahrt - die vom Eisen der unteren Ebene empfangenen Daten müssen verarbeitet und auf die obere Ebene übertragen werden.

Hier muss eine der wichtigen Funktionen der Software der unteren Ebene hervorgehoben werden - sie konvertiert alle Arten von Signalen von verschiedenen Geräten (nach Typ, Hersteller, Arbeitslogik, Erscheinungsjahr) in ein einziges Datenformat, mit dem Sie solche "bunten" Geräte von einem einzigen aus überwachen und verwalten können Mitte. Dies ist eine der Schlüsselfunktionen, die wir in anderen Überwachungssystemen nicht gefunden haben, was uns dazu veranlasste, unsere eigenen zu erstellen.

Hier gibt es keine Benutzeroberfläche Es ist die interne Küche der Plattform, und die Steuerung erfolgt über die oberste Schnittstelle. Der direkte Zugriff auf untergeordnete Software kann nur von autorisiertem Personal durchgeführt werden.


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Fortsetzung folgt...

Wenn wir über die umfassende Red Pine- Lösung sprechen, meinen wir immer mehrere Ebenen von Hardware und mehrere Ebenen von Softwarekomponenten. Dies ist niemals eine einfache magische Box, die für sich alleine funktioniert und alles kann - es sind immer mehrere Systeme, die über eine drahtgebundene oder drahtlose Verbindung verbunden sind. Unsere Plattform ist flexibel genug, um hochspezialisierte Lösungen zu entwickeln. Darüber hinaus gilt diese Flexibilität für die verwendeten Kommunikationssysteme, die auf allen Ebenen verwendeten Geräte und sogar für die Benutzeroberfläche - alles kann für spezielle Aufgaben angepasst und konfiguriert werden.

Wie funktioniert das alles an einem realen Objekt? Dies steht bereits im nächsten Artikel.