A união de software e hardware. Monitoramento e gerenciamento remotos do RedPine

Vamos dar uma olhada no passado por alguns segundos - em artigos anteriores, falamos sobre a filosofia básica e os principais recursos da plataforma Red Pine . Tentamos descobrir "o que é isso?" e "por que isso?" Bem, agora é hora de começar a olhar para os detalhes do produto e começar a mergulhar em níveis mais profundos.

E no próximo nível, você e eu temos uma visão geral dos elementos básicos da plataforma e os recursos de sua interação - falaremos sobre a união sagrada de software e hardware .



Produtos como o Red Pine devem basear-se na interação correta entre software e hardware - não apenas uma simples compatibilidade entre si, mas uma forte amizade entre hardware, software e humanos. Caso contrário, os problemas podem resultar mais do que bons.

A composição do complexo de hardware e software

Anteriormente, já abordamos alguns problemas de software e hardware, mas o tema dos sistemas de monitoramento é muito multifacetado e é quase impossível contar tudo imediatamente. Portanto, gradualmente nos aprofundamos nessa história, aproximando-nos gradualmente da total clareza.

E agora analisaremos o sistema de monitoramento Red Pine em seus componentes e tentaremos considerar cada parte separadamente - suas funções, recursos, seu lugar no cenário geral. Como exemplo, ofereço-lhe esta ilustração:


As partes básicas do sistema RedPine (exemplo)

Nesse peculiar desfile de planetas, pode-se ver que toda a solução está dividida não apenas em software e hardware (software e hardware), mas essas partes têm níveis diferentes e são responsáveis ​​por diferentes funções. Este é um ponto realmente importante, porque a distribuição adequada de funções afeta diretamente o desempenho geral do sistema. As engrenagens da imagem foram projetadas para simbolizar a relação entre níveis e elementos - esse também é um ponto muito importante, que discutirei em mais detalhes abaixo.

Com sua permissão, no futuro às vezes chamarei a parte de software de "software" ou "software" e a parte de hardware - "hardware". Eu acho que será mais fácil para todos.

Naturalmente, cada elemento é importante e contribui para o trabalho de todo o sistema. Mas as contribuições deles são as mesmas? Não, não é o mesmo, e avaliar em qualquer unidade é muito problemático. Isso pode ser feito apenas condicionalmente e, se chegarmos a uma certa escala percentual do peso da contribuição para o sistema, veremos a seguinte figura:


Participação acionária dos principais elementos do sistema na decisão geral

Esta ilustração mostra apenas uma distribuição aproximada da significância dos elementos básicos do sistema Red Pine , mas melhora a compreensão do princípio básico - o software de nível superior é o centro e a base da solução e não está localizado em um objeto remoto, mas em um centro de controle condicional.

Ferro de nível superior

Por hardware de nível superior, entendemos equipamentos de computador de vários fatores de forma, hardware de servidor e dispositivos que fornecem comunicação entre os níveis superior e inferior. Esse hardware não pode apenas fazer parte da solução Red Pine , mas também pode executar algumas outras funções em paralelo (escritório, assistindo ao youtube, solitário); existe apenas um requisito - a técnica deve atender aos requisitos mínimos do tipo de solução selecionado.

Não vamos nos concentrar nos detalhes em detalhes para não arruinar a estrutura do material atual. Se você estiver curioso, tipos típicos de soluções podem ser encontrados em uma seção especial no site oficial do Red Pine .

Do ponto de vista da implementação de sistemas de monitoramento, contabilidade e controle, no nível superior do hardware tudo é um pouco mais simples do que no nível inferior, porque não há restrições para os fabricantes e o fator de forma, e o equipamento de computador existente pode lidar facilmente com muitas tarefas. Por exemplo, se você trabalha com a interface on-line de software de nível superior, precisará do laptop, tablet ou smartphone mais simples e acesso à rede - não há mais requisitos.

Ferro inferior

Mas com o ferro do nível mais baixo, tudo fica mais complicado. Não há no mercado equipamentos acabados que sejam adequados para nossos propósitos sem problemas, o que significa que o desenvolvimento e a produção desses equipamentos são necessários.

Nossos planos não significavam configurar a produção de controladores por conta própria; portanto, a tarefa era encontrar um fabricante adequado e, por um longo tempo, selecionamos alguém que não apenas pudesse criar e fabricar um dispositivo de acordo com nossa especificação, mas também fornecer suporte adequado para seus produtos. Foram considerados fabricantes europeus, chineses e russos.

Todos abordamos os mesmos dados iniciais:

• Precisamos desenvolver um controlador para nossas necessidades e exigências
• Software de nível superior e inferior do nosso desenvolvimento
• Sistema operacional do controlador baseado em Linux
• Ajuste a produção de controladores de acordo com nossa especificação no modo de pequenos lotes
• Tempos de produção rápidos
• Suporte técnico de resposta rápida
• Flexibilidade - Pronto para alterações do produto
• Fator de forma conveniente para instalação e uso

Repito, não precisávamos de uma solução pronta, mas da produção própria, mas na base elementar do fabricante.

Como resultado da seleção, a solução da Wiren Board venceu. Observo que os outros candidatos não foram apenas piores no cumprimento de nossos requisitos - eles simplesmente não puderam atender a todos eles, então a escolha para nós foi óbvia.

Não vou me envolver em anti-publicidade e telefonar para aqueles que foram eliminados, porque para outras tarefas, a solução deles pode ser ainda mais adequada, mas eles não nos agradam apenas. Além disso, não excluímos ninguém da lista de parceiros em potencial e podemos algum dia colaborar com eles, porque tudo está mudando muito rapidamente no mundo moderno.



Mas hoje nós escolhemos o Conselho Wiren . Ficamos totalmente satisfeitos com a funcionalidade, o formato, a flexibilidade e o bom suporte. Isso não quer dizer que o preço dessa opção seja baixo, mas nossos requisitos não foram baixos. Entendemos que todas as coisas boas valem o dinheiro e, nesta fase, a relação preço-desempenho nos convém.

É gratificante que muitos dos leitores do Geektimes em nosso último artigo tenham reconhecido imediatamente a plataforma Wiren Board - esse foi um momento agradável e confirmou a popularidade desse fabricante de microcomputadores industriais. De nossa parte, só podemos dar críticas positivas sobre o produto e esperamos que sempre seja assim.

A relação entre os níveis inferior e superior

Mesmo que todos os elementos dos níveis superior e inferior funcionem como um relógio (não no sentido que o tempo mostra, mas no senso de precisão), eles também devem trabalhar juntos, como uma boa equipe.

A comunicação é uma parte muito importante de qualquer interação e sua qualidade afeta diretamente a qualidade de toda a solução. Em soluções de terceiros, vimos frequentemente que os problemas de comunicação receberam atenção desprezível, o que reduziu bastante o escopo, e essa infeliz omissão foi um dos principais impulsos para o desenvolvimento de nossa plataforma Red Pine .

Em nosso produto, abordamos os problemas de comunicação com toda a seriedade - isso se aplica tanto aos métodos de transmissão de informações quanto à compactação e empacotamento de dados adequados para evitar perdas e problemas com largura de banda insuficiente do canal de comunicação.


Dispositivo de nível inferior com portas de comunicação

O hardware de nível inferior possui todas as interfaces necessárias para transferência de dados: GSM, 3G RS 485, 232, TCP / IP. Eles podem funcionar separadamente ou ao mesmo tempo e funcionar sem problemas com canais de comunicação fracos. Mesmo se o equipamento estiver na tundra ou taiga, ele entrará em contato. Se necessário (ou a pedido do cliente), o sistema pode ser equipado com outras interfaces de comunicação.

O responsável pela segurança da informação é o protocolo de transferência de dados proprietário RPL, que combina o protocolo de criptografia, a soma de verificação da soma de verificação do fluxo de dados, fazendo o backup dos dados em sua própria memória até receber a confirmação de recebimento do servidor. Nada será perdido ou perdido no caminho.

O RedPine pode ser facilmente integrado aos sistemas de informação existentes usando os protocolos Modbus e SNMP, e o ferro de nível inferior pode ser usado como um gateway adicional.

Nível superior "macio"

A principal tarefa do software de nível superior é ser um tipo de hub, um link de conexão entre o hardware de nível superior, o software de nível inferior e a pessoa.

Ou seja, o software de nível superior deve fornecer a interação necessária do usuário com todos os elementos do sistema de monitoramento e programação. Ele é o cérebro e o rosto do Red Pine , o que significa que ele deve ser inteligente, confortável e bonito ao mesmo tempo.

Primeiro, o cérebro, oculto ao usuário. Aqui não usamos soluções prontas e tivemos que escrever tudo do zero. Esse software é responsável por armazenar, processar, analisar e transmitir dados entre vários elementos dos níveis superior e inferior e, entre outras coisas, era extremamente importante para nós que tudo isso fosse otimizado e trabalhasse rapidamente em um hardware diferente. Má otimização pode arruinar até a melhor funcionalidade de uma só vez, pois essa rica funcionalidade não pode ser usada.


Interface do sistema de monitoramento e controle do grupo gerador a diesel (diagrama de imitação)

Agora vamos voltar para a face do sistema. Aqui, a aparência é importante e é necessária não apenas para a beleza - tudo deve ser claro e conveniente para o uso diário por pessoas sem preparação especial. Uma interface incompreensível, de fato, joga contra o usuário, forçando-o a cometer erros que às vezes podem ser fatais e resultar em grandes perdas financeiras. Foi a partir desse entendimento que nossos desenvolvedores procederam ao projetar a parte visual do software de nível superior. Vou lhe contar mais uma coisa sobre a interface do usuário do Red Pine . Não vamos nos afastar do tópico principal agora. No entanto, você pode assisti-lo agora na versão demo (link) - sua interface não é diferente das versões reais básicas.

Nível inferior "suave"

Como o software de nível inferior é executado no hardware de nível inferior, ele deve se comunicar com ele no mesmo idioma. É exatamente por isso que tínhamos requisitos para o fabricante do controlador relacionados ao sistema operacional usado e aos algoritmos internos do dispositivo.

Este software é responsável por receber comandos do software de nível superior, seu processamento e transmissão para os dispositivos executivos do hardware de nível inferior, como o controlador, módulos de expansão e anexos adicionais (sensores, elementos de controle etc.). E também para a viagem de volta - os dados recebidos do ferro de nível inferior precisam ser processados ​​e transferidos para o nível superior.

Aqui é necessário enfatizar uma das funções importantes do software de nível inferior - ele converte todos os tipos de sinais de vários equipamentos (por tipo, fabricante, lógica de trabalho, ano de lançamento) em um único formato de dados que permite monitorar e gerenciar esses equipamentos "heterogêneos" a partir de um único centro. Essa é uma das principais funções que não encontramos em outros sistemas de monitoramento, o que nos levou a criar os nossos.

Não há interface do usuário aqui, pois é a cozinha interna da plataforma e o controle é feito pela interface de nível superior. O acesso direto ao software de nível inferior só pode ser feito por pessoal autorizado.


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Para continuar ...

Quando falamos sobre a abrangente solução Red Pine , sempre queremos dizer vários níveis de hardware e vários níveis de componentes de software. Isso nunca é um tipo de caixa mágica simples que funciona por conta própria e pode fazer qualquer coisa - sempre há vários sistemas conectados por uma conexão com ou sem fio. Nossa plataforma é flexível o suficiente para criar soluções altamente especializadas. Além disso, essa flexibilidade se aplica aos sistemas de comunicação utilizados, equipamentos usados ​​em todos os níveis e até mesmo à interface do usuário - tudo pode ser personalizado e configurado para tarefas especiais.

Como tudo isso funciona em um objeto real? Isso já está no próximo artigo.