L'union du logiciel et du matériel. Surveillance et gestion à distance de RedPine

Jetons un coup d'œil au passé pendant quelques secondes - dans des articles précédents, nous avons parlé de la philosophie de base et des principales caractéristiques de la plate-forme Red Pine . Nous avons essayé de découvrir "qu'est-ce que c'est?" et "pourquoi est-ce?" Eh bien, il est maintenant temps de commencer à regarder les détails du produit et de commencer à plonger à des niveaux plus profonds.

Et au niveau suivant, vous et moi avons un aperçu des éléments de base de la plate-forme et des caractéristiques de leur interaction - nous parlerons de l'union sacrée du logiciel et du matériel .



Des produits tels que Red Pine devraient être basés sur la bonne interaction entre le logiciel et le matériel - pas seulement une simple compatibilité les uns avec les autres, mais une forte amitié entre le matériel, le logiciel et les humains. Sinon, les problèmes peuvent s'avérer plus que bons.

La composition du complexe matériel et logiciel

Plus tôt, nous avons déjà abordé certains problèmes logiciels et matériels, mais le thème des systèmes de surveillance est très multiforme, et il est presque impossible de tout dire immédiatement. Par conséquent, nous plongeons progressivement plus profondément dans cette histoire, en approchant progressivement de la clarté totale.

Et maintenant, nous allons analyser le système de surveillance Red Pine dans ses composants et essayer de considérer chaque partie séparément - ses fonctions, ses caractéristiques, sa place dans le tableau d'ensemble. A titre d'exemple, je vous propose cette illustration:


Les éléments de base du système RedPine (exemple)

Dans ce défilé particulier de planètes, on peut voir que la solution entière est divisée non seulement en logiciel et matériel (logiciel et matériel), mais ces parties elles-mêmes ont différents niveaux et sont responsables de différentes fonctions. C'est un point vraiment important, car une bonne distribution des fonctions affecte directement les performances globales du système. Les engrenages de l'image sont conçus pour symboliser la relation entre les niveaux et les éléments - c'est également un point très important, que j'examinerai plus en détail ci-dessous.

Avec votre permission, à l'avenir, j'appellerai parfois la partie logicielle «logiciel» ou «logiciel», et la partie matérielle - «matériel». Je pense que ce sera plus facile pour tout le monde.

Naturellement, chaque élément est important et contribue au travail de l'ensemble du système. Mais leurs contributions sont-elles les mêmes? Non, ce n'est pas pareil, et l'évaluer dans n'importe quelle unité est très problématique. Cela ne peut être fait que de manière conditionnelle, et si nous arrivons à une certaine échelle en pourcentage du poids de la contribution au système, nous verrons l'image suivante:


Participation au capital des principaux éléments du système dans la décision générale

Cette illustration ne montre qu'une distribution approximative de l'importance des éléments de base du système Red Pine , mais améliore la compréhension du principe de base - le logiciel de haut niveau est le centre et la fondation de la solution, et il n'est pas situé sur un objet distant, mais dans un centre de contrôle conditionnel.

Fer de niveau supérieur

Par matériel de niveau supérieur, nous entendons du matériel informatique de divers facteurs de forme, du matériel de serveur et des périphériques qui assurent la communication entre les niveaux supérieur et inférieur. Ce matériel peut non seulement faire partie de la solution Red Pine , mais peut également effectuer d'autres fonctions en parallèle (bureau, regarder youtube, solitaire), il n'y a qu'une seule exigence - la technique doit répondre aux exigences minimales du type de solution sélectionné.

Nous ne nous attarderons pas sur les détails pour ne pas ruiner la structure du matériau d'aujourd'hui. Si vous êtes curieux, des types de solutions typiques peuvent être trouvés dans une section spéciale sur le site officiel de Red Pine .

Du point de vue de la mise en œuvre de systèmes de surveillance, de comptabilité et de contrôle, le niveau supérieur avec le matériel est quelque peu plus simple que le niveau inférieur, car il n'y a pas de restrictions sur les fabricants et le facteur de forme, et l'équipement informatique existant peut facilement faire face à de nombreuses tâches. Par exemple, si vous travaillez avec l'interface en ligne du logiciel de haut niveau, vous aurez besoin de l'ordinateur portable, de la tablette ou du smartphone le plus simple et d'un accès au réseau - il n'y a plus d'exigences.

Fer inférieur

Mais avec le fer du niveau inférieur, tout est plus compliqué. Il n'y a aucun équipement fini sur le marché qui pourrait convenir à nos besoins sans problème, ce qui signifie que le développement et la production d'un tel équipement sont nécessaires.

Nos plans ne signifiaient pas la mise en place de la production de contrôleurs par nous-mêmes, donc la tâche était de trouver un fabricant approprié, et pendant longtemps, nous avons sélectionné quelqu'un qui pouvait non seulement créer et fabriquer un appareil selon nos spécifications, mais également fournir un support adéquat pour leurs produits. Les fabricants européens, chinois et russes ont été pris en considération.

Nous avons tous abordé les mêmes données initiales:

• Nous devons développer un contrôleur pour nos besoins et exigences
• Logiciels de haut et bas niveau de notre développement
• Système d'exploitation de contrôleur basé sur Linux
• Ajustez la production des contrôleurs selon nos spécifications en mode petit lot
• Délais de production rapides
• Support technique à réponse rapide
• Flexibilité - Prêt pour les changements de produits
• Facteur de forme pratique pour l'installation et l'utilisation

Je le répète, nous n'avions pas besoin d'une solution toute faite, mais de la production de la nôtre, mais sur la base élémentaire du fabricant.

Suite à la sélection, la solution de Wiren Board a gagné. Je note que les autres candidats n'étaient pas seulement pires à remplir nos exigences - ils ne pouvaient tout simplement pas tous les satisfaire, donc le choix pour nous était évident.

Je ne ferai pas d'anti-publicité et n'appellerai pas ceux qui ont été éliminés pour d'autres tâches, leur solution peut être encore plus adaptée, mais elles ne nous convenaient pas seulement. De plus, nous n'avons supprimé personne de la liste des partenaires potentiels et nous pourrions bien un jour collaborer avec eux, car tout change très rapidement dans le monde moderne.



Mais aujourd'hui, nous choisissons le Wiren Board . Nous avons été pleinement satisfaits de la fonctionnalité, du facteur de forme, de la flexibilité et du bon support. Cela ne veut pas dire que le prix de cette option est bas, mais nos exigences n'étaient pas basses. Nous comprenons que toutes les bonnes choses valent le prix, et à ce stade, le rapport qualité-prix nous convient.

Il est gratifiant que de nombreux lecteurs de Geektimes dans notre dernier article aient immédiatement reconnu la plate-forme Wiren Board - ce fut un moment agréable et a confirmé la popularité de ce fabricant de micro-ordinateurs industriels. Pour notre part, nous ne pouvons que donner des avis positifs sur leur produit, et nous espérons qu'il en sera toujours ainsi.

La relation entre les niveaux inférieur et supérieur

Même si tous les éléments des niveaux supérieurs et inférieurs fonctionnent comme une horloge (non pas dans le sens où le temps le montre, mais dans le sens de la précision), ils devraient également travailler ensemble, comme une bonne équipe.

La communication est une partie très importante de toute interaction, et sa qualité affecte directement la qualité de la solution entière. Sur les solutions tierces, nous avons souvent vu que les problèmes de communication ont reçu une attention négligeable, ce qui a considérablement réduit la portée, et cette omission malheureuse a été l'une des principales impulsions pour le développement de notre plate-forme Red Pine .

Dans notre produit, nous avons abordé les problèmes de communication avec le plus grand sérieux - cela s'applique à la fois aux méthodes de transmission des informations et à la compression et à la mise en paquets appropriées des données pour éviter les pertes et les problèmes avec une bande passante insuffisante du canal de communication.


Appareil de niveau inférieur avec ports de communication

Le matériel de niveau inférieur possède toutes les interfaces nécessaires au transfert de données: GSM, 3G RS 485, 232, TCP / IP. Ils peuvent fonctionner séparément ou en même temps et fonctionner sans problème avec des canaux de communication faibles. Même si l'équipement se trouve dans la toundra ou la taïga, il restera en contact. Si nécessaire (ou à la demande du client), le système peut être équipé d'autres interfaces de communication.

Le protocole de transfert de données propriétaire RPL est responsable de la sécurité des informations, qui combine le protocole de cryptage, la somme de contrôle de la somme de contrôle du flux de données, la sauvegarde des données dans sa propre mémoire jusqu'à ce qu'il reçoive une confirmation de réception du serveur. Rien ne sera perdu ou perdu sur le chemin.

RedPine peut être facilement intégré dans les systèmes d'information existants à l'aide des protocoles Modbus et SNMP, et le fer de niveau inférieur peut être utilisé comme passerelle supplémentaire.

Niveau supérieur "doux"

La tâche principale du logiciel de niveau supérieur est d'être une sorte de hub, un lien de connexion entre le matériel de niveau supérieur, le logiciel de niveau inférieur et la personne.

C'est-à-dire que le logiciel de niveau supérieur devrait fournir l'interaction utilisateur nécessaire avec tous les éléments du système de surveillance et de planification. Il est à la fois le cerveau et le visage de Red Pine , ce qui signifie qu'il doit être intelligent, confortable et joli en même temps.

Tout d'abord, le cerveau, qui est caché à l'utilisateur. Ici, nous n'avons pas utilisé de solutions toutes faites et nous avons dû tout écrire à partir de zéro. Ce logiciel est responsable du stockage, du traitement, de l'analyse et de la transmission des données entre divers éléments des niveaux supérieur et inférieur, et, entre autres, il était extrêmement important pour nous que tout cela soit optimisé et fonctionne rapidement sur un matériel différent. Une mauvaise optimisation peut ruiner même les meilleures fonctionnalités d'un seul coup, car cette riche fonctionnalité ne peut pas être utilisée.


Interface du système de surveillance et de contrôle du groupe électrogène diesel (schéma synoptique)

Passons maintenant à la face du système. Ici, l'apparence est importante et elle est nécessaire non seulement pour la beauté - tout doit être clair et pratique pour une utilisation quotidienne par des personnes sans préparation spéciale. Une interface incompréhensible, en effet, joue contre l'utilisateur, l'obligeant à commettre des erreurs qui peuvent parfois être fatales et entraîner des pertes financières importantes. C'est à partir de cette compréhension que nos développeurs ont procédé lors de la conception de la partie visuelle du logiciel de haut niveau. Je vais vous dire autre chose sur l'interface utilisateur de Red Pine , nous n'allons pas nous éloigner du sujet principal maintenant. Cependant, vous pouvez le regarder dès maintenant sur la version de démonstration (lien) - son interface n'est pas différente des versions réelles de base.

Niveau inférieur "doux"

Étant donné que le logiciel de niveau inférieur s'exécute sur du matériel de niveau inférieur, il doit communiquer avec lui dans la même langue. C'est précisément la raison pour laquelle nous avions des exigences pour le fabricant du contrôleur concernant le système d'exploitation utilisé et les algorithmes internes de l'appareil.

Ce logiciel est chargé de recevoir les commandes du logiciel de niveau supérieur, leur traitement et leur transmission aux appareils exécutifs du matériel de niveau inférieur, tels que le contrôleur, les modules d'extension et les accessoires supplémentaires (capteurs, éléments de contrôle, etc.). Et aussi pour le voyage de retour - les données reçues du fer de niveau inférieur doivent être traitées et transférées au niveau supérieur.

Ici, il est nécessaire de souligner l'une des fonctions importantes du logiciel de niveau inférieur - il convertit toutes sortes de signaux provenant de divers équipements (par type, par fabricant, par logique de travail, par année de sortie) en un format de données unique qui vous permet de surveiller et de gérer ces équipements "hétéroclites" à partir d'un seul centre. C'est l'une des fonctions clés que nous ne trouvions pas dans d'autres systèmes de surveillance, ce qui nous a incités à créer les nôtres.

Il n'y a pas d'interface utilisateur ici, car il s'agit de la cuisine interne de la plate-forme et le contrôle se fait via l'interface de niveau supérieur. L'accès direct aux logiciels de niveau inférieur ne peut être effectué que par du personnel autorisé.


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À suivre ...

Lorsque nous parlons de la solution complète de Red Pine , nous entendons toujours plusieurs niveaux de matériel et plusieurs niveaux de composants logiciels. Ce n'est jamais une sorte de boîte magique simple qui fonctionne seule et peut tout faire - c'est toujours plusieurs systèmes connectés par une connexion filaire ou sans fil. Notre plateforme est suffisamment flexible pour construire des solutions hautement spécialisées. De plus, cette flexibilité s'applique aux systèmes de communication utilisés et aux équipements utilisés à tous les niveaux, et même à l'interface utilisateur - tout peut être personnalisé et configuré pour des tâches spéciales.

Comment tout cela fonctionne-t-il sur un objet réel? C'est déjà dans le prochain article.