Сотрудничество с коммунальными службами.
Как было показано в предыдущем параграфе, официальный оператор связи вполне может разговаривать с муниципальными властями на равных, и вполне успешно решать задачи по строительству коммуникаций в жилых зданиях. Однако понятно, что гораздо эффективнее дружить, а не сохранять вооруженный нейтралитет (и тем более "воевать"). Ведь на самом деле коммунальным службам то же нужна сеть передачи данных масштаба района. Вполне вероятно, что они не откажутся от сбора информации с систем учета теплоносителей, лифтовой связи, сигнализации, видеонаблюдения, и т.п. Поэтому Ethernet-провайдеры и муниципальные (коммунальные) организации скорее стратегические союзники и партнеры, чем конкурирующие фирмы. Конечно, на практике бывает и не понимание, и коррупция, и лоббирование интересов "своего" оператора... Но известны и случаи успешного сотрудничества. Вероятно, одним из первых можно считать проект "коммунальный компьютер", запущенный в Екатеринбурге летом 2000 года. Нельзя сказать, что он был абсолютно успешным (организационная неразбериха), да и техническое решение спустя 4 года выглядит не слишком перспективным (теперь все можно сделать значительно проще и дешевле), однако тестовый участок успешно работал, и позволил накопить весьма ценный опыт. Надо сказать, что "коммунальные сети" далеко не новая идея. Для решения муниципальных задач разработаны как отечественные решения (например "Гранч"), так и за рубежные (например Advantech). Особенностью этих систем является работа по протоколу rs-485 (большинство зарубежных систем), или по своему особому протоколу (большинство отечественных). Эти системы достаточно надежны, продуманы, часто сертифицированы, но... Очень дороги. Непомерно дороги для отечественного хозяйства. Для них выбор зачастую стоит не в дилемме "получше-подороже или похуже-подешевле", а проще - "подешевле или ничего". Это послужило причиной описанной ниже разработки. Опишем систему так, как она задумывалась в момент создания. Задачи, которые нужно было решать:
Обратим особое внимание на ту часть, для решения которой пришлось разрабатывать дополнительное оборудование и программное обеспечение. Блок, устанавливаемый на жилом доме, должен стоить не более $100. Кто сталкивался с промышленными системами знает, насколько смехотворна для них такая сумма. Конечно, при таком подходе и речи не было о сертификации, красивом внешнем виде, и строгом соблюдении всех норм. Нужна была работоспособность, надежность, возможность поэтапного апгрейда, т.е. использование распространенных комплектующих. Госсвязьнадзор коммунальщиков не волнует, сети строить они умеют и имеют на это право. Да и с другими контролирующими органами проблем особых нет. Опишем устройство, которое получилось в реальности. Основу системы составляет стандартное РС-совместимое оборудование. В каждом жилом доме участка (например, в машинном отделении одного из лифтов) размещается блок управляющего компьютера, представляющий собой РС-совместимый компьютер в промышленно-технологическом исполнении, оснащенный средствами цифрового и речевого ввода-вывода и дистанционного управления.
Рис. 7.1. Схема установочного блока коммунального компьютера.. Связь с диспетчерской службой как первого уровня, так и последующих, или другими точками, осуществляется через ethernet-сеть общего назначения. Составляющие системы: 1. Металлический ящик.
Рис. 7.2. Металлический ящик. Стоимость изготовления с хорошим замком и окраской порошковой эмалью составила порядка $25. Толщина металла 2,5 мм. Крышка выполнена сдвижной, такую существенно сложнее сломать. В целом конструкция весьма прочна, сломать ее без хорошей фомки/ломика затруднительно. Дно ящика отсутствует - т.к. он все равно намертво пристреливается к стене закраинами. Вместо дна есть кронштейны для крепления монтажной панели из гетинакса (дешевле) или текстолита (дороже). Ящик состоит из двух частей - закрытая на замок компьютерная часть, и закрытая простой крышкой "под болт" коммутационная панель. Это дает возможность разделить уровни обслуживания системы в целом. 2. Плата цифрового ввода-вывода.
Рис. 7.3. 32/32 порта ввода-вывода. В небольшой серии (50 шт.) ее цена составила менее $10. В случае, если 32 порта ввода и 32 порта вывода недостаточно, можно использовать схему активной матрицы. При ее использовании возможно управлять любым разумным количеством устройств (для матрицы 32*32 - 1024 устройства). Кроме того, матрица позволяет хорошо экономить на гальванической развязке (а ее стоимость около $0,3-0,4 за линию). При проектировании платы в спешке не были учтены кое-какие мелочи, например неудачно расположены выходные разъемы. Но в целом, изделие показало себя вполне надежным и полностью пригодным для решения поставленной задачи. 3. Блок питания. Был использован обычный импульсный блок питания от РС-совместимого компьютера 220/12(5) В. С него сняли металлический корпус, выпаяли лишние разъемы, убрали выключатель 220 В. Вентилятор так же был снят. Проведенный эксперимент показал, что при использовании маломощных (на 2000 год) компьютеров (486/66, Р1/75) и отсутствии энергопотребляющей периферии, вполне хватает даже штатных радиаторов. Можно было заменить штатные радиаторы на самодельные большего размера, но это не потребовалось. Стоимость блоков питания при оптовой закупке менее $10. 4. Компьютер. Макет собирался на 486-40МГц, 8 Мб ОЗУ. Стоимость его составила порядка $15 Единственный уязвимый узел - жесткий диск - в системе коммунального компьютера не использовался. Так же надо сказать, что условия в лифтовых сравнительно мало отличаются от комнатных. Температура не падает ниже нуля. Влажность невелика. Пыль не страшна системе, установленной в закрытом корпусе, без принудительного охлаждения. При возможности, использовался процессор на минимальной частоте - для сокращения до минимума теплоотдачи. Вместо вентилятора охлаждения процессора применялся радиатор от P1 с увеличенной поверхностью. 5. Сетевая плата. Стандартная плата ethernet под ISA слот, на 10 Мбит. Реально на блоки устанавливался один из распространенных вариантов на чипе UMС 9008, зарекомендовавший себя весьма устойчивым в работе. Для загрузки использовался bootrom с "самодельной" прошивкой под Linux. Прошивка и серверный софт обеспечивают запуск при самых "кривых" вариантах перезагрузки. Надежность системы была в полной мере оценена при полевых испытаниях, совпавших с грозовым сезоном. Стоимость c микросхемой bootrom составила $12. 6. Устройство аппаратного согласования (УАС). Служит для управления речевым каналом или другими специфическими устройствами, используемыми в лифтовой голосовой связи. Коммутация осуществляется при помощи портов платы цифрового ввода-вывода. Диспетчер по вызову (или без такового) может удаленно с сервера подключать к усилителю нужную линию. При этом для вызова и передачи голосовой информации используется только одна медная пара. Так же на плате УАС размещена гальваническая развязка датчиков типа сухой контакт. С их помощью можно получать служебную лифтовую телеметрию, показания датчиков охраны, т.е. управлять или контролировать практически любую систему. Для сохранения работоспособности в самых неблагоприятных условиях коммутация собрана на реле (дорого, но надежно). Белые корпуса - гальваническая развязка.
Рис. 7.4. Устройство аппаратного согласования (УАС). Большие проблемы были при согласовании системы с существующим лифтовым оборудованием. Чего только стоил симплексный режим работы лифтовой связи... И это уже не говоря о севших динамиках времен "перестройки", странных проводах, и т.п... В небольшой серии цена устройства составила более $20 из-за дороговизны реле и гальванической развязки. Из недостатков надо отметить опять таки неудачно расположенные разъемы. Проблема с топологией и типами разъемов стала заметной только на этапе окончательной компоновки блока, и может быть легко решена в следующих сериях. 7. Звуковая плата. Можно было использовать практически любую современную звуковую плату. По крайней мере на машинах пентиум. На платах 486 наблюдались некоторые проблемы, связанные с плохой реализацией технологии plug and play. Каких-либо особых требований система к звуковой плате не предъявляет. Ориентировочная стоимость $8 8-9. Усилитель и блок питания аналоговой части был использован от недорогих компьютерных колонок. Такое решение было принято из-за недостатка времени. Нельзя сказать, что оно было удачным. Звуковой тракт дешевого усилителя в промышленных условиях оказался подвержен наводкам, а небольшой блок питания оказался недостаточно мощным для большого количества датчиков. Тем не менее, с некоторыми оговорками, это не мешало нормальной работе системы. Конечно, создание своего усилителя не представляет особого труда. Стоимость колонок около $15 Программная часть. Клиентский софт загружается с bootrom, по DHCP получает IP, по TFTP вытягивает ядро (собрано из linux-2.2.12), дальше ещё один BOOTP - запрос на адрес. Потом монтирование файловой системы с NFS сервера. Из процессов остаётся только init и клиентский модуль. Весь клиентский модуль - на C++, многопотоковый. Один поток на звук. Второй на сканирование датчиков (например раз в секунду, лишь бы не грузил процессор сильно), и входящих управляющих серверных команд. Третий на всякие потребности типа пользовательского ввода для отладки. Звук идёт без всяких управляющих сообщений, направление определяется эвристически. Частота оцифровки - 8 кб/сек (непринципиально). Задержка определяется только временем передачи пакета. Серверная часть: интерфейс на TCL/Tk, модуль ввода-вывода на PERL, библиотека работы со звуком - на C++. Ведение журналов. Базы статистики - MySQL (при необходимости - апплет для просмотра либо server-side с PHP). Карта и описание лифтов - в текстовых файлах.
Рис. 7.5. Экран работающего сервера - еще в режиме отладки. На карте района обозначены дома, в них кружочками отмечены лифтовые (подъезды). В зависимости от типа сработавшего датчика, кружочек окрашивается в свой цвет, одновременно подается звуковой сигнал. Далее диспетчер может из предлагаемого меню выбрать операцию - от набора номера милиции при срабатывании сигнализации, до ответа на вызов из кабины лифта. Параллельно ведется несколько журналов учета событий (в том числе журнал выдачи тех самых желанных для сетестроителей ключей от хозпомещений). Возможен удаленный контроль системы из инстанции более высокого уровня, при условии, если сеть подключена к internet. Данная система была успешно испытана (около 10 узлов), и должна была устанавливаться (с непринципиальными доработками) на экспериментальный участок. Однако к большому сожалению, организационные неурядицы поставили на этом проекте жирный крест...
|
