La unión de software y hardware. Monitoreo remoto y gestión de RedPine

Echemos un vistazo al pasado por un par de segundos: en artículos anteriores hablamos sobre la filosofía básica y las características clave de la plataforma Red Pine . Intentamos averiguar "¿qué es esto?" y "¿por qué es esto?" Bueno, ahora es el momento de comenzar a mirar los detalles del producto y comenzar a sumergirse en niveles más profundos.

Y en el siguiente nivel, usted y yo tenemos una visión general de los elementos básicos de la plataforma y las características de su interacción: hablaremos sobre la unión sagrada de software y hardware .



Los productos como Red Pine deben basarse en la interacción correcta entre el software y el hardware, no solo por la simple compatibilidad entre ellos, sino también por una fuerte amistad entre el hardware, el software y los humanos. De lo contrario, los problemas pueden resultar más que buenos.

La composición del complejo de hardware y software.

Anteriormente, ya mencionamos algunos problemas de software y hardware, pero el tema de los sistemas de monitoreo es muy polifacético y es casi imposible decir todo de inmediato. Por lo tanto, nos sumergimos gradualmente en esta historia, acercándonos gradualmente a la claridad total.

Y ahora analizaremos el sistema de monitoreo Red Pine en sus componentes, e intentaremos considerar cada parte por separado: sus funciones, sus características, su lugar en el panorama general. Como ejemplo, te ofrezco esta ilustración:


Las partes básicas del sistema RedPine (ejemplo)

En este peculiar desfile de planetas se puede ver que toda la solución se divide no solo en software y hardware (software y hardware), sino que estas partes tienen niveles diferentes y son responsables de diferentes funciones. Este es un punto realmente importante, porque La distribución adecuada de las funciones afecta directamente el rendimiento general del sistema. Los engranajes de la imagen están diseñados para simbolizar la relación entre niveles y elementos; este también es un punto muy importante, que analizaré con más detalle a continuación.

Con su permiso, en el futuro a veces llamaré a la parte de software "software" o "software", y la parte de hardware - "hardware". Creo que será más fácil para todos.

Naturalmente, cada elemento es importante y contribuye al trabajo de todo el sistema. ¿Pero son sus contribuciones iguales? No, no es lo mismo, y evaluarlo en cualquier unidad es muy problemático. Esto se puede hacer solo condicionalmente, y si llegamos a una cierta escala porcentual del peso de la contribución al sistema, veremos la siguiente imagen:


Participación equitativa de los principales elementos del sistema en la decisión general

Esta ilustración muestra solo una distribución aproximada de la importancia de los elementos básicos del sistema Red Pine , pero mejora la comprensión del principio básico: el software de nivel superior es el centro y la base de la solución, y no se encuentra en un objeto remoto, sino en un centro de control condicional.

Hierro de nivel superior

Por hardware de nivel superior, nos referimos a equipos informáticos de diversos factores de forma, hardware de servidor y dispositivos que proporcionan comunicación entre los niveles superior e inferior. Este hardware no solo puede ser parte de la solución Red Pine , sino que también puede realizar algunas otras funciones en paralelo (oficina, mirar youtube, solitario), solo hay un requisito: la técnica debe cumplir con los requisitos mínimos del tipo de solución seleccionado.

No nos detendremos en los detalles en detalle para no arruinar la estructura del material de hoy. Si tiene curiosidad, los tipos típicos de soluciones se pueden encontrar en una sección especial en el sitio web oficial de Red Pine .

Desde el punto de vista de la implementación de sistemas de monitoreo, contabilidad y control, en el nivel superior con hardware todo es algo más simple que en el nivel inferior, porque no hay restricciones en los fabricantes y el factor de forma, y ​​el equipo informático existente puede hacer frente fácilmente a muchas tareas. Por ejemplo, si trabaja con la interfaz en línea de software de nivel superior, necesitará la computadora portátil, tableta o teléfono inteligente más simple y acceso a la red; no hay más requisitos.

Hierro inferior

Pero con el hierro del nivel inferior, todo es más complicado. No hay equipos terminados en el mercado que sean adecuados para nuestros propósitos sin problemas, lo que significa que se requiere el desarrollo y la producción de dichos equipos.

Nuestros planes no significaban establecer la producción de controladores por nuestra cuenta, por lo que la tarea era encontrar un fabricante adecuado, y durante mucho tiempo seleccionamos a alguien que no solo podía crear y fabricar un dispositivo de acuerdo con nuestras especificaciones, sino que también proporcionaba el soporte adecuado para sus productos. Se consideraron fabricantes europeos, chinos y rusos.

Todos abordamos los mismos datos iniciales:

• Necesitamos desarrollar un controlador para nuestras necesidades y requerimientos.
• Software de nivel superior e inferior de nuestro desarrollo.
• Sistema operativo controlador basado en Linux
• Ajuste la producción de controladores de acuerdo con nuestra especificación en modo de lote pequeño
• Tiempos de producción rápidos
• Soporte técnico de respuesta rápida
• Flexibilidad: listo para cambios de producto
• Factor de forma conveniente para instalación y uso

Repito, no necesitábamos una solución preparada, sino la producción propia, sino la base elemental del fabricante.

Como resultado de la selección, ganó la solución de Wiren Board . Observo que los otros candidatos no solo fueron peores en el cumplimiento de nuestros requisitos, sino que simplemente no pudieron cumplir con todos ellos, por lo que la elección para nosotros fue obvia.

No participaré en la anti-publicidad y llamaré a los que fueron eliminados, porque para otras tareas, su solución puede ser aún más adecuada, pero no solo nos convenían. Además, no hemos eliminado a nadie de la lista de socios potenciales y algún día podríamos colaborar con ellos, porque todo está cambiando muy rápidamente en el mundo moderno.



Pero hoy elegimos la Junta Wiren . Quedamos totalmente satisfechos con la funcionalidad, el factor de forma, la flexibilidad y el buen soporte. Esto no quiere decir que el precio de esta opción sea bajo, pero nuestros requisitos no fueron bajos. Entendemos que todas las cosas buenas valen la pena, y en esta etapa la relación precio-rendimiento nos conviene.

Es gratificante que muchos de los lectores de Geektimes en nuestro último artículo reconozcan de inmediato la plataforma Wiren Board : este fue un momento agradable y confirmó la popularidad de este fabricante de microcomputadoras industriales. Por nuestra parte, solo podemos dar comentarios positivos sobre su producto, y esperamos que siempre sea así.

La relación entre los niveles inferior y superior.

Incluso si todos los elementos de los niveles superior e inferior funcionan como un reloj (no en el sentido que muestra el tiempo, sino en el sentido de la precisión), también deberían trabajar juntos, como un buen equipo.

La comunicación es una parte muy importante de cualquier interacción, y su calidad afecta directamente la calidad de toda la solución. En las soluciones de terceros, a menudo vimos que los problemas de comunicación recibieron una atención insignificante, lo que redujo en gran medida el alcance, y esta molesta omisión fue uno de los principales impulsos para el desarrollo de nuestra plataforma Red Pine .

En nuestro producto, abordamos los problemas de comunicación con toda seriedad: esto se aplica tanto a los métodos de transmisión de información como a la correcta compresión y empaquetado de datos para evitar pérdidas y problemas con un ancho de banda insuficiente del canal de comunicación.


Dispositivo de nivel inferior con puertos de comunicación.

El hardware de nivel inferior tiene todas las interfaces necesarias para la transferencia de datos: GSM, 3G RS 485, 232, TCP / IP. Pueden funcionar por separado o al mismo tiempo y funcionar sin problemas con canales de comunicación débiles. Incluso si el equipo está en la tundra o la taiga, estará en contacto. Si es necesario (o a petición del cliente), el sistema puede equiparse con otras interfaces de comunicación.

El responsable de la seguridad de la información es el protocolo de transferencia de datos patentado RPL, que combina el protocolo de cifrado, la suma de verificación de la suma de verificación del flujo de datos, y realiza una copia de seguridad de los datos en su propia memoria hasta que recibe la confirmación de recepción del servidor. Nada se perderá o perderá en el camino.

RedPine se puede integrar fácilmente en los sistemas de información existentes utilizando los protocolos Modbus y SNMP, y el hierro de nivel inferior se puede utilizar como una puerta de enlace adicional.

Nivel superior "suave"

La tarea principal del software de nivel superior es ser una especie de hub, un enlace de conexión entre el hardware de nivel superior, el software de nivel inferior y la persona.

Es decir, el software de nivel superior debe proporcionar la interacción del usuario necesaria con todos los elementos del sistema de monitoreo y programación. Él es el cerebro y la cara de Red Pine , lo que significa que debe ser inteligente, cómodo y bonito al mismo tiempo.

Primero, el cerebro, que está oculto para el usuario. Aquí no utilizamos soluciones ya hechas, y tuvimos que escribir todo desde cero. Este software es responsable de almacenar, procesar, analizar y transmitir datos entre varios elementos de los niveles superior e inferior y, entre otras cosas, fue de vital importancia para nosotros que todo esto se optimice y funcione rápidamente en un hardware diferente. Una mala optimización puede arruinar incluso la mejor funcionalidad de una sola vez, ya que Esta rica funcionalidad no se puede utilizar.


Interfaz del sistema de monitoreo y control del grupo electrógeno diesel (diagrama mimético)

Ahora pasemos a la cara del sistema. Aquí, la apariencia es importante, y es necesaria no solo para la belleza: todo debe ser claro y conveniente para el uso diario de personas sin preparación especial. Una interfaz incomprensible, de hecho, juega en contra del usuario, obligándolo a cometer errores que a veces pueden ser fatales y dar lugar a grandes pérdidas financieras. Fue a partir de esta comprensión que nuestros desarrolladores procedieron al diseñar la parte visual del software de nivel superior. Te diré algo más sobre la interfaz de usuario de Red Pine , no nos vamos a ir del tema principal ahora. Sin embargo, ahora puede verlo en la versión de demostración (enlace) : su interfaz no es diferente de las versiones reales básicas.

Nivel inferior "suave"

Dado que el software de nivel inferior se ejecuta en hardware de nivel inferior, debe comunicarse con él en el mismo idioma. Es precisamente por eso que teníamos requisitos para el fabricante del controlador relacionados con el sistema operativo utilizado y los algoritmos internos del dispositivo.

Este software es responsable de recibir comandos del software de nivel superior, su procesamiento y transmisión a los dispositivos ejecutivos del hardware de nivel inferior, como el controlador, los módulos de expansión y los accesorios adicionales (sensores, elementos de control, etc.). Y también para el viaje de regreso: los datos recibidos del hierro de nivel inferior deben procesarse y transferirse al nivel superior.

Aquí es necesario enfatizar una de las funciones importantes del software del nivel inferior: convierte todo tipo de señales de varios equipos (por tipo, por fabricante, por lógica de trabajo, por año de lanzamiento) en un único formato de datos que le permite monitorear y administrar dicho equipo "abigarrado" desde un solo centro Esta es una de las funciones clave que no encontramos en otros sistemas de monitoreo, lo que nos impulsó a crear la nuestra.

No hay una interfaz de usuario aquí, ya que es la cocina interna de la plataforma y el control se realiza a través de la interfaz de nivel superior. El acceso directo al software de nivel inferior solo puede ser realizado por personal autorizado.


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Continuará ...

Cuando hablamos de la solución integral de Red Pine , siempre nos referimos a varios niveles de hardware y varios niveles de componentes de software. Esta nunca es una especie de caja mágica simple que funcione por sí sola y pueda hacer cualquier cosa: siempre son varios sistemas conectados por una conexión por cable o inalámbrica. Nuestra plataforma es lo suficientemente flexible como para construir soluciones altamente especializadas. Además, esta flexibilidad se aplica a los sistemas de comunicación utilizados y al equipo utilizado en todos los niveles, e incluso a la interfaz de usuario: todo se puede personalizar y configurar para tareas especiales.

¿Cómo funciona todo en un objeto real? Esto ya está en el próximo artículo.