Диссертация (1152184), страница 26
Текст из файла (страница 26)
В тот период уровень подготовкиуниверситетской команды разработки был недостаточным, а задачи стояли оченьамбициозные. Специалисты ООО «ЗЭО» пригласили нас к себе на производство,показали свою продукцию, ответили на множество возникающих вопросов –действительно, микро-ЭВМ в России только проходили в то время своестановление.Дляпроведениянаучныхисследованийуниверситетубылбезвозмездно передан одноплатный компьютер «Тион-Про», обладающийпроцессором Cirrus Logic EP9315 (тактовая частота 200 Мгц). Необходимоотметить, что производителем процессора является одноименная компания изСША, штат Техас.
Объемы ПЗУ и ОЗУ соответственно составляли 8МБ и 64 МБ.Микро-ЭВМ обладала на борту сетевым контроллером Ethernet 10/100, auto-MDIX.Набор периферии по тем временам был достаточно богатым – 3 порта uart, 2 портаUSB 2.0, IDE (с возможностью подключения накопителей HDD), SPI (частотой 7МГц), I2C (программная реализация), порты GPIO (6,5 МГц). Микро-ЭВМработала от постоянного напряжения 5В, имела размеры 120x68x20 мм.(рисунок 42).Рисунок 42 – Одноплатный компьютер (микро-ЭВМ) «Тион-Про»156В отличии от уже известных промышленных контроллеров автоматизации, сдоступнымописаниемлогики,языкапрограммированияиуправления,одноплатный компьютер «Тион-Про» требовал для своего функционированияоперационной системы Linux.
С одной стороны – это открывало большиевозможности при разработке задуманного ПАК автоматизации, с другой сторонымы столкнулись с большими сложностями при установке, запуске, и эксплуатацииоперационной системы.В большинстве вузов России наравне с операционными системами семействаWindows изучаются и UNIX/Linux. Будучи изначально, «нативно» разработаннымина языках программирования C/C++, эти операционные системы как нельзя лучшеподходят для обучения программированию. Более того, операционная системаLinux с необходимыми пакетами, развернутая на микро-ЭВМ, представляет собоймощный расширяемый ПАК для решения задач промышленной автоматизации –управлениятехнологическимииобеспечивающимипроизводственнымипроцессами.
Такой ПАК может, используя сетевые интерфейсы (как проводные,так и беспроводные), обмениваться в режиме реального времени информацией свышестоящими информационными системами предприятия, в том числе сцентральной интегрированной информационной системой. На случай потери связипо сети на микро-ЭВМ может быть развернута полноценная СУБД (MySQL,PostgreSQL, MongoDB и др.), что превращает ПАК в автономную систему,способнуюфункционироватьотдельноотцентральнойСУБД,управляятехнологическими и обеспечивающими производственными процессами в течениедостаточно длительного времени.
После восстановления сетевой доступности ПАКпереходит в штатный режим работы и синхронизирует все необходимые данные сцентральной информационной системой.Однако, несмотря на многообещающие возможности микро-ЭВМ и языковпрограммирования C\C++, запуск под управлением операционной системы Linux,и даже ее установка, оказались достаточно сложными задачами. Эти сложностипоявились, в том числе, вследствие выбора разработчиками микро-ЭВМархитектуры ARM, как более энергоэффективной и подходящей для встраиваемых157систем. Разработчики предоставили собственное, специально собранное подданную микро-ЭВМ ядро Linux, но даже с этим ядром система работаланестабильно, возникали сложности с установкой различных пакетов и библиотек,дажескомпиляциейпрограммногокомплекса,которыйрешенобылореализовывать на языках программирования C\C++. В настоящее время, с позициинекоторого накопленного опыта, необходимо признать, что неудачи были вызваныне столько недостатками микро-ЭВМ, столько нехваткой ключевых знаний.
Всвязи с этим следует особо выделить тот факт, что опыт, полученный в процессереализации ПАК был учтен при реинжиниринге учебных планов и рабочихпрограммпосоответствующимдисциплинам,преподаваемыхбудущимспециалистам предприятий пищевой промышленности в МГУПП.На одной из конференций, посвященной встраиваемым решениям, в томчисле одноплатным микрокомпьютерам, внимание автора и его коллег привлекловыступление Дмитрия Иванова, сотрудника МГУ им. Ломоносова, основателякомпании «KernelChip».
Он представил готовые решения, в том числесравнительно недорогой контроллер «Jerome» (рисунок 43).Рисунок 43 – Ethernet-модуль Jerome«Jerome»представляетсобойпромышленныйинтеллектуальныймикроконтроллер, изначально оснащенный на борту интерфейсом Ethernet 10/100.При подаче питания загружается в течение нескольких секунд, и выполняет заранеескомпилированное и загруженное программное обеспечение («прошивку»).158Возможность модификации программного обеспечения микроконтроллераотсутствовала, однако было возможно выполнить подключение, например, попротоколу telnet, и передать необходимые команды управления, сконфигурироватьпорты GPIO и управлять ими в режиме реального времени. Для реализации такогоалгоритма работы пришлось отказаться от запуска программного обеспеченияСКУД непосредственно на микроконтроллере, и перенести его на центральныйсервер ИАСУ.
На этом же сервере была развернута промышленная СУБД MS SQLServer, в которой содержались данные, необходимые СКУД в режиме реальноговремени для принятия решения о допуске.Данное решение эксплуатировалось почти год, за это время было выяснено,что микроконтроллер Jerome является недостаточно надежным, открытое telnetсоединение разрывается по таймауту, случаются зависания. Недостатком явилосьтакже отсутствие pull-up и pull-down резисторов на контактах, настроенных каквходящие (input).
Из-за отсутствия возможности модифицирования программногообеспечения контроллера локальные операции (например, контроль проворотатурникета) пришлось фиксировать на центральном сервере, при этом требоваласьпередача данных и соответствующих событиях между контроллером и сервером врежимереальноговремени.Серверноепрограммноеобеспечениебылореализовано как многопоточное в среде разработки C#, при управлении 27устройствами работа ПАК была стабильной.Основным недостатком данной схемы, как и предполагалось, оказалосьполное отсутствие автономности на случай потери связи с центральным сервером.Несмотря на достаточно надежную опорную сеть передачи данных, такие сбоивремя от времени случаются, особенно в случае территориально-распределеннойорганизации, эксплуатирующей каналы связи уровня WAN.
При этом в случаеповреждения городской волоконно-оптической линии сроки устранения авариимогут достигать 1-2 суток.Получившееся решение по результатам эксплуатации не было признаноудовлетворительным, вследствие чего был проведен повторный анализ систем159контроля и управления доступом для предприятий пищевой промышленности. Приэтом были расширены требования к создаваемой системе.Современное предприятие пищевой промышленности, даже малое и неявляющееся территориально-распределенным – это сложная организационнотехническаясистема,оперирующаябольшимколичествоминформации,находящейся в различных ИС, вместе образующих КИС, или ИАСУ предприятия[28]. Создание механизма интеграции (или репликации) между ИАСУ и СКУД –затратная во всех смыслах задача.
При этом даже в случае ее успешной реализацииактуализация данных в СКУД запаздывает по отношению к данным ИС, которыеслужатисточникамиэтихданных.Длятерриториально-распределенногопредприятия с большим количеством работников и устройств доступа такоерешение неприемлемо.
Многие бизнес-процессы предприятия построены напредположении о том, что СКУД при принятии решения о допуске оперируетактуальными данными. Прежде всего, это касается физических лиц, их статусов иатрибутов. Физическое лицо может иметь статус работника, руководителя,практиканта, гостя и т.п. Сразу после проведения транзакции, соответствующейзачислению кандидата в число работников, его пропуск должен работать всоответствующих корпусах и помещениях, то же касается транзакции,соответствующей переводу или увольнению.
Пропускная система предприятия припринятии решения о допуске должна иметь актуальную информацию об оплатепартий продукции, выступая в качестве мощного инструмента, позволяющегоулучшить финансовую дисциплину, уменьшить задолженность по оплате. Этодостигается запретом выезда с территории предприятия автотранспорта снеоплаченной продукцией на основании информации из идентификаторов UHFRFID. Для актуальности этой информации и удобства плательщиков целесообразноиспользовать систему интернет-эквайринга, интегрированную с КИС предприятияв режиме реального времени. Область применения СКУД на предприятии пищевойпромышленности – это не только электронные проходные. Это электронные замкив производственных помещениях и лабораториях, гардероб, столовая, управлениетехнологическими процессами и многое другое.
Таким образом, разработка СКУД160как неотъемлемой части единой информационной системы предприятия пищевойпромышленности представляет собой актуальную задачу. Данная глава фактическиявляется описанием разработки и внедрения такой СКУД. В целях обеспеченияавтономности (в случае аварии) локальная база данных должна находитьсянепосредственно на контроллерах, при этом представленная в данной главе СКУДне рассматривается как самостоятельная ИС. В штатном режиме работы в качествеисточника информации для принятия решения о допуске в режиме реальноговремени используются актуальные данные из ИАСУ предприятия.Доступные в настоящее время на рынке СКУД представлены какуниверсальные.
Изначально они разрабатывались без учета специфики ипроблематикипредприятийпищевойпромышленности.Болеетого,онисамодостаточны и могут быть развернуты и внедрены без какой-либо интеграции скорпоративной информационной системой (КИС) предприятия. Большинство изних использует для принятия решения о допуске на территорию организации своюсобственную базу данных, расположенную на выделенном сервере в локальнойвычислительной сети.
База данных имеет свою схему, при этом часто реализуетсяподдержка различных СУБД. Схема данных, как правило, предусматривает работус различными сущностями и их атрибутами: физические лица, подразделения,должности, проходные и пр. В результате СКУД часто выходит за рамки своейпредметной области, при этом выступая в качестве обособленной информационнойсистемы (ИС) со своей собственной базой данных, которая нуждается вактуализации с учетом информации, находящейся в других ИС.В процессе разработки СКУД предприятия пищевой промышленности былирассмотрены и протестированы различные архитектуры и варианты реализации.Архитектура СКУД предприятия пищевой промышленности с точки зренияпрограммного обеспечения может быть реализована как централизованная илираспределенная.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
