Как сделать программно аппаратный комплекс

Программно-аппаратные комплексы

Программно-аппаратный комплекс представляет собой набор технических и программных средств, работающих совместно для выполнения одной или нескольких однородных задач. Позволяют оперативно развертывать определенные системы, связанные с ИТ-инфраструктурой, без привлечения квалифицированного персонала. Это помогает существенно снизить расходы на внедрение определенных элементов инфраструктуры.

Область применения разрабатываемых нами комплексов охватывает широкий спектр деятельности, как социальную сферу, так и объекты предпринимательства:

Для решения конкретных задач вышеперечисленных отраслей мы предлагаем разработку программно-аппаратных комплексов:

• автоматизированное рабочие место;

• видеонаблюдения и контроля доступа;

• системы распознавания образов;

• защиты конфиденциальной информации;

• имитационное моделирование и постановка эксперимента;

• решение управленческих задач;

• системы маскировки передачи защищаемой информации и т.д.

Программно-аппаратные комплексы позволяют увеличить показатели эффективности живого и овеществленного труда, сократить объемы оборотных средств, повысить показатели рентабельности.

Программно-аппаратные комплексы это:

При создании программно-аппаратных комплексов специалисты компании Технологии Репликации руководствуются принципами:

• соблюдение авторского права;

• вариативность при выборе способа объединения комплектующих в единый комплекс ПАК для решение какой-то конкретной задачи. Знать и устранять типичные ошибки при сборке ПАК;

• выявление и устранение ошибок при установке программного обеспечения;

• интеграция существующего программного обеспечения с вновь устанавливаемым;

• проектирование и внедрение ПАК необходимого для решения конкретной задачи;

• доступное обучение пользователя ПАК.

Освоение новых предметных областей и инновационных технологий, исследования в информационной области являются неотъемлемой частью создания программно-аппаратных комплексов компании Технологии Репликации.

© 2020 «Технологии Репликации»
Все права защищены.

Источник

Подбор оборудования для создание программно-аппаратных комплексов

Создание программно-аппаратных комплексов

Аппаратно-программный комплекс — техническое решение концепции алгоритма работы сложной системы, управление которой осуществляется, как правило, исполнением кода из определённого базового наборакоманд (системы команд), описанных в документации. Состоит, соответственно, из двух основных частей:

Аппаратная часть — устройство сбора или обработки информации, например компьютер, платавидеозахвата, биометрический детектор, калибратор и т. д.

Программная часть (Software) — специализированное ПО, обрабатывающее и интерпретирующее данные, собранные аппаратной частью

При разработке аппаратной части выделяют следующие этапы:

Определение требований к системе. При любом проектировании

необходимо определить какие задачи будет решать разрабатываемая система и составить полный список требований к ней. В требования могут входить такие пункты как: решение системой задачи или набора задач, примерный алгоритм работы, общие габариты, эксплуатационные предписания, требования к пользовательскому интерфейсу.

Анализ аналогов. При решении любых технических задач следует

начинать с поиска уже готовых решений, даже если они не полностью удовлетворяют нашим требованиям, что позволяет сэкономить ресурсы и время на последующих этапах разработки, тем более если известны проблемы с которыми столкнулись разработчики данных систем.

Подбор компонентной базы. На данном этапе происходит подбор

Моделирование разработанной системы. При создании аппаратной

части зачастую используют разнообразныеметоды моделирования, что позволяет сократить затраты на разработку, особенно это актуально для проектов с большим количеством дорогостоящих модулей. Выделяют несколько методов моделирования: математическое, компьютерное и макетирование. В процессе математическое моделирование устанавливаются требования к автоматическим контурам, вычисляются коэффициенты, оценивается надежность системы к сбоям, определяются коэффициенты цифровых и аналоговых датчиков. В компьютерном моделировании анализ происходит на более глубоком уровне, что позволяет выполнять моделирование работы цепей аналоговых и цифровых схем в программной среде. Макетирование в данном методе происходит непосредственная сборка прототипа аппаратного комплекса, что позволяет провести первоначальную оценку собранного оборудования. На данном этапе следует использовать микроконтроллер выбранного семейства с наибольшими возможностями, что бы в дальнейшем можно было осуществить выбор определенной модели для создания конечного устройства

Разработка конструкции системы. В процессе создания конечного

аппаратного комплекса можно выделить следующие этапы которые можно выполнять параллельно:

Разработка принципиальной схемы устройства.

Разработка и изготовление печатной платы.

Подбор и заказ комплектации.

Разработка элементов управления.

Разработка программного обеспечения для проверки работоспособности основных блоков устройства.

Отладка устройства с применением тестового ПО.

Разработка основного ПО.

Разработка диагностического ПО.

Комплексная проверка и надстройка.

Источник

Программно-аппаратные комплексы Oracle — открываем тему

Открываем тему — потому что в рамках одной статьи рассказать про восемь различных программно-аппаратных комплексов Oracle можно только в формате «открытия темы». Поэтому сегодня мы «пробежимся» по Exadata, Exalogic, SuperCluster, Exalytics, Database Appliance, Big Data Appliance, Private Cloud Appliance и Zero Data Loss Recovery Appliance, а в других материалах будем обсуждать каждую продуктовую линию отдельно и детально.

На самом деле термин «программно-аппаратные комплексы», которым мы будем пользоваться в этой статье, не вполне корректен, ведь любые вычислительные системы по определению являются программно-аппаратными комплексами. Правильнее говорить об оптимизированных программно-аппаратных комплексах. Потому что каждый программно-аппаратный комплекс — это результат тщательнейшего проектирования, подбора компонентов, настройки программного обеспечения, комплектации решения функциональностью и, конечно, оптимизации.

Аппаратное обеспечение и программное обеспечение проектируются, тестируются и отлаживаются совместно. И если вы знаете, на каком оборудовании будут работать приложения, то вы можете добиться высочайшей производительности, вероятность «сюрпризов» от несовместимости компонентов при этом становится меньше, а оказание поддержки — проще. Заказчикам не приходится подбирать и оптимизировать компоненты — серверы, диски, процессоры, сетевые компоненты, память и т.п. Устанавливать и настраивать программное обеспечение, тестировать работоспособность каждого сервера, заниматься их последующим обновлением и т.п. тоже не нужно. Существенно упрощается обслуживание ИТ-инфраструктуры. Именно в этом заключается идея программно-аппаратных комплексов, которые компания Oracle начала создавать с 2008 г. — самостоятельно разрабатывать программно-аппаратные конфигурации для достижения наивысшей производительности.

Exadata

Машины Exadata были дебютом Oracle в жанре программно-аппаратных комплексов. Exadata — это машина, предназначенная исключительно для выполнения СУБД Oracle. Она используется для OLTP-нагрузок, для хранилищ данных, для смешанных нагрузок, для консолидации приложений на базе Oracle Database. На аппаратном уровне Exadata в зависимости от конфигурации — это и быстрая дисковая подсистема и 40-гигабитная сеть Infiniband, а также многотерабайтная оперативная память и FLASH-память на десятки терабайт. То есть, с аппаратной точки зрения — это очень быстрые и мощные машины.

Но важнейшей особенностью архитектуры Exadata являются так называемые ячейки (рис. 1). Каждая ячейка Exadata — это самостоятельный сервер с 12 дисками и специальным ПО Exadata Software. Ячейки Exadata — это не просто серверы хранения, они умеют выполнять множество операций самостоятельно. Это операции, которые в традиционной архитектуре делает сама СУБД Oracle — тем самым серверы баз данных разгружаются для других операций. Не всегда очевидный, но очень важный момент — многие ресурсоемкие запросы требуют перекачки больших объемов данных с дисков по сети на сервера СУБД Oracle для обработки. В случае использования ячеек, зачастую удается отфильтровать заведомо ненужные данные прямо на системе хранения, чтобы передавать в СУБД требовалось только ничтожную часть первоначального объема данных. Это позволяет в некоторых случаях увеличивать производитльность запросов в десятки и сотни раз. Ячейки не связаны между собой непосредственно, что позволяет распараллеливать запросы без накладных расходов. Количество ячеек в системе неограниченно, при этом данные «размазаны» между многими ячейками Exadata.

Важно понимать, что даже если самостоятельно собрать похожий аппаратный комплекс на оборудовании Oracle или других производителей, создать на его основе систему, аналогичную Exadata не получится. Дело в том, что программное обеспечение Exadata, которое отвечает за большую часть преимуществ Exadata, включая гибридно-колоночную компрессию, индексы хранения, работа c FLASH-картами и т.д., поставляется только с Exadata. Благодаря оптимизации, которую проходят комплексы Exadata и использованию Exadata Software, система в целом работает в разы быстрее, чем любые аналогичные, но обычные, неоптимизированные конфигурации.

Database Appliance

Oracle Database Appliance — это программно-аппаратный комплекс, который изначально был ориентирован на малый и средний бизнес, как его понимают в США. Упор сделан на простоту использования. Пользователи Database Appliance – это те, кому необходимо быстро и легко развернуть СУБД Oracle в отказоустойчивой конфигурации и при этом минимизировать затраты на ее обслуживание. После того, как заказчик приобретает Database Appliance, система сама закачивает с сайта Oracle программное обеспечение, устанавливает и настраивает его. В результате пользователь получает готовый отказоустойчивый кластер, который на текущий момент (конфигурация X5-2) состоит из двух узлов, на каждом из которых установлено по два 18-ядерных процессора и 256 ГБ оперативной памяти (при желании можно расширить то 768 ГБ). В ODA также входит дисковая полка с шестнадцатью 4-терабайтными дисками (суммарно 64 ТБ «сырого» пространства) плюс дополнительные SSD-диски для хранения часто запрашиваемых данных и логов. Также можно докупить еще одну дисковую полку.

Как вы понимаете, на такой конфигурации могут работать довольно серьезные базы данных, так что малый бизнес для Database Appliance — далеко не предел. С другой стороны, если для вашего бизнеса 72 процессорных ядра много, то не нужно платить сразу за все — можно для начала лицензировать меньшее количество ядер (минимально два ядра), все остальные будут временно заблокированы. Когда с течением времени вашему бизнесу потребуются дополнительные вычислительные мощности, можно приобрести лицензию на необходимое количество ядер — и они будут активизированы. Так Database Appliance оптимизирует затраты клиентов.

Изначально Oracle Database Appliance задумывали, как машину для базы данных Oracle, но затем заказчики получили возможность устанавливать на эту конфигурацию виртуальную машину Oracle и разворачивать на ней полноценные решения — со слоями приложений, базы данных и т.д. А поскольку виртуальная машина Oracle поддерживает частичное лицензирование, можно лицензировать одни процессорные ядра только для виртуальной машины и серверов приложений, другие — только для слоя базы данных и т.д.

Exalogic

Oracle Exalogic — это Exadata «наоборот», аналогичная машина, оптимизированная для выполнения слоя приложений Oracle. Exalogic, построенная на архитектуре Intel, предлагает высочайшую производительность для Oracle Fusion Middleware, приложений Oracle (таких как Oracle E-Business Suite, Utilities, Siebel и т.д.) и виртуальных машин, она оптимизирована для приложений WebLogic.

Exalogic — это очень мощная машина. У нее до 30 вычислительных узлов, до 1080 ядер Xeon, встроенное хранилище для огромных объемов данных — дисковый массив ZFS на 80 ТБ. Конечно, заказчик может создать подобную конфигурацию сам, но тогда у него не будет главного — флажка «Enable Exalogic Optimizations» на панели администратора (рис. 2). А он включает многочисленные оптимизации и специальныое ПО, которое позволяет, как и в случае Exadata, значительно ускорить систему, по сравнению с обычными конфигурациями.

SuperCluster

Oracle SuperCluster — это машина, которая сочетает в себе возможности Exadata и Exalogic на платформе SPARC. Фактически это машина для консолидации — на нее можно установить базу данных, слой приложений и настроить все это для совместной работы с использованием всех преимуществ SPARC-платформы, включая виртуализацию, отказоустойчивость и т.д. При этом на SuperCluster используются ячейки Exadata для ускорения работы базы данных. Но самое большое преимущество можно получить, когда на одном SuperCluster разворачивается целиком целая система, например, система Oracle E-Business Suite, или система SAP, которая состоит из серверов приложений и базы данных Oracle.

Сейчас существуют две продуктовые линии SuperCluster: одна на процессоре Т5, вторая — на процессорах М6. На рис. 3 приведено сравнение конфигураций SuperCluster Т5-8 и М6-32. Одно из основных преимуществ SuperCluster М6-32 — это огромный объем оперативной памяти, до 32 ТБ, а также 384 процессорных ядра. Если ваша бизнес-система требовательна к количеству процессоров, к объему оперативной памяти и, возможно, не слишком хорошо приспособлена для работы в кластере, то SuperCluster М6-32 закроет все потребности даже такой «капризной» системы.

Exalytics

Машина Oracle Exalytics предназначена для ускорения слоя бизнес-аналитики. Ее главные возможности — это ускорение работы Oracle Business Intelligence и Oracle Essbase благодаря использованию большого объема оперативной памяти, интеграция с Exadata, ускорение отчетов и задач планирования и бюджетирования, поддержка большого количества пользователей, использование технологий In-Memory технологий: Oracle TimesTen или Oracle Database с опцией ln-Memory.

Exalytics версии X5-4 имеет до 3 ТБ оперативной памяти, 72 процессорных ядра Intel, FLASH-хранилище объемом 4,8 ТБ и жесткие диски суммарным объемом 7,2 ТБ. Exalytics версии T5-8 — еще более «богатая» машина, у нее 4 ТБ оперативной памяти, 128 процессорных ядер SPARC T5 и 3,2 ТБ FLASH-памяти. Эту огромную вычислительную мощь имеет смысл использовать с огромным количеством одновременно работающих пользователей аналитической системы, в том числе для поддержки хранилищ данных, работающих на альтернативных платформах, и испытывающих проблемы с производительностью.

Private Cloud Appliance

Oracle Private Cloud Appliance — это инфраструктура для быстрого развертывания виртуальных машин на базе Oracle VM. Это удобный в использовании комплекс, который позволяет вам очень быстро развертывать виртуальные машины и управлять ими. Виртуальные машины создаются вручную из ISO-образов или из шаблонов Oracle VM. В Private Cloud Appliance, можно, например, создать простую виртуальную машину вроде Oracle Linux VM или Solaris VM за одну минуту, а 16-узловой кластер Oracle RAC — примерно за 45 минут. Кроме того, в OPCA используется относительно недавно приобретенная Oracle система SDN (Software Define Network) для быстрого создания и управления виртуальными сетями.

Инфраструктура предназначена для работы с Intel-ориентированными виртуальными машинами (Linux, Solaris, Windows). Можно приобрести минимальную двухузловую конфигурацию и наращивать ее до 25 узлов. Число процессорных ядер в такой максимальной конфигурации составит 900 (по 36 на узел), объем памяти — 6,4 ТБ (по 256 ГБ на узел). У системы есть небольшое собственное хранилище (ZFS Storage), но предполагается, что виртуальные машины будут использовать системы хранения, которыми располагает заказчик.

Zero Data Loss Recovery Appliance

Oracle Zero Data Loss Recovery Appliance — это первый в мире программно-аппаратный комплекс, созданный специально для защиты баз данных Oracle. Recovery Appliance обеспечивает непрерывную защиту бизнес-критичных баз данных, выполняя всю обработку процессов резервного копирования, чтобы минимизировать нагрузку на производственные сервера. Оно исключает риск потери данных и резко снижает накладные расходы, связанные с защитой данных на производственных серверах. Кроме того, Recovery Appliance масштабируется для защиты тысяч баз данных, гарантирует сквозную проверку достоверности данных, а также реализует полный жизненный цикл защиты данных, включая резервное копирование на диск, резервное копирование на магнитную ленту и дистанционную репликацию.

Новые возможности Oracle Zero Data Loss Recovery Appliance тесно интегрируются с функциями СУБД Oracle и утилитой Recovery Manager (RMAN) для резервного копирования. Recovery Appliance реализует архитектуру только инкрементного (incremental forever) резервного копирования, чтобы минимизировать нагрузку на производственные системы.

Основная цель Recovery Appliance — исключить потери критически важной информации в базе данных. Передача журналов транзакций Redo в режиме реального времени на резервную БД была впервые реализована в технологии Oracle Data Guard. Recovery Appliance распространяет эту технологию на все базы данных простым и экономически эффективным способом. Recovery Appliance предлагает такой же уровень защиты данных, как и Data Guard, для баз данных, где не требуется быстрое переключение на резервную БД.

Система Recovery Appliance «понимает» внутренние форматы блоков СУБД Oracle, что позволяет производить проверку целостности данных на глубоком уровне. Целостность данных во всех резервных копиях и блоках Redo автоматически проверяется при их получении системой Recovery Appliance.

Recovery Appliance автоматизирует и принимает на себя управление всеми процессами полного и инкрементного резервного копирования на ленты. В качестве опции в программно-аппаратном комплексе Recovery Appliance могут быть установлены адаптеры Fibre Channel 16 Гбит/с для пересылки данных непосредственно из Recovery Appliance на ленточные библиотеки с использованием входящего в комплект поставки высоко интегрированного ПО Oracle Secure Backup для управления.

Big Data Appliance

Oracle Big Data Appliance — это (в максимальной конфигурации) 18-узловой кластер с объемом оперативной памяти до768 Гбайт, 36 процессорными ядрами Intel и дисковым хранилищем 48 ТБ на каждом узле, предназначенный для работы Hadoop или Oracle NoSQL Database. В отличие от остальных программно-аппаратных комплексов Oracle, эта система разработана совместно с компанией Cloudera, одним из ведущих поставщиков дистрибутива Hadoop.

Сегодня с потребностью обработки гигантских объемов данных сталкиваются многие компании, которые должны заниматься глубоким анализом поведения клиентов, планировать высокоточную рекламу, объединять и анализировать данные из многих источников, в том числе неструктурированных, бороться с мошенничествами и т.д.

И последнее на сегодня. Пожалуйста, не пользуйтесь калькой с английского, и не называйте программно-аппаратные комплексы «инженерными системами». Это неправильно, потому что в русском языке под инженерными системами понимают совсем другое — системы электро-, тепло- и газоснабжения, водоснабжения и канализации, вентиляции и кондиционирования, освещения и связи. Вот почему наши оптимизированные программно-аппаратные комплексы достойны того, чтобы называть их своим именем — ведь они могут управлять целыми городами инженерных систем.

Источник

Как сделать программно аппаратный комплекс

В настоящее время существует множество вредных, опасных производств, полная автоматизация которых невозможна; среди них: горнодобывающая отрасль, коксохимическая, металлообрабатывающая и другие [1]. На вредных, опасных предприятиях сотрудники обязаны носить средства индивидуальной защиты, но, к сожалению, не всегда выполняют это.

Цель исследования: разработка программно-аппаратного комплекса индивидуальной системы контроля наличия формы на сотруднике и его идентификации на рабочем месте.

Обоснование необходимости разработки программно-аппаратного комплекса индивидуальной системы контроля наличия формы

Сотрудники предприятий, а особенно сотрудники, работающие на вредных производствах, должны носить форму как средство индивидуальной защиты. Отсутствие формы на специалисте может повлечь причинение вреда его здоровью. Поэтому в рамках данной работы было спроектировано программно-аппаратное средство, способное идентифицировать сотрудника, отслеживать наличие формы на нем, а также информировать об этом соответствующие службы предприятия. Исходя из поставленной проблемы, необходимо определить, кто из сотрудников присутствует на рабочем месте. Помимо этого устройство должно определять, надета ли на сотруднике форма. В качестве датчика, отвечающего за информацию о наличии формы на сотруднике, предлагается использовать инфракрасный датчик. В зависимости от конкретных средств индивидуальной защиты возможно использование и других датчиков, например датчиков Холла. Данное устройство должно быть беспроводным для передачи данных на мобильное устройство соответствующей службе предприятия, поэтому нужно выбрать способ связи. В качестве канала связи могут быть выбраны модуль Bluetooth, Wi-Fi или модуль NRF24L01. Канал связи выбирается в зависимости от дистанции до приёмника: для Bluetooth-модуля до 20 м, Wi-Fi – 100–150 м, а для радиомодуля NRF24L01 дистанция до 1 км. Для обработки информации, поступающей с датчиков, управления процессом обработки этих данных и передаче их по беспроводному каналу связи необходим микроконтроллер.

Результаты исследования и их обсуждение

Для определения того, присутствует ли сотрудник на предприятии, можно использовать RFID-метки. Так как они являются достаточно распространенными, на многих предприятиях имеются считыватели RFID-меток и индивидуальные метки работников, поэтому внедрение подобного програм- мно-аппаратного средства будет экономически выгодно.

Для определения наличия формы на сотруднике предполагается использовать инфракрасный датчик. Датчик будет фиксировать тепловое излучение сотрудника, а при изменении интенсивности излучения (снятия средства индивидуальной защиты) сигнал будет передан на микроконтроллер.

На некоторых средствах индивидуальной защиты удобнее и целесообразнее будет использовать датчик Холла. Предполагается в средство индивидуальной защиты встраивать магниты, при отдалении магнита от датчика будет передан сигнал на микроконтроллер.

В качестве инфракрасного датчика предлагается использовать Arduino HC-SR501, так как он оптимален для выполнения данной задачи.

Для дополнительного контроля за безопасностью сотрудника возможно дополнение устройства другими датчиками в зависимости от факторов, влияющих на человека на том или ином вредном производстве. Например, датчиками угарного газа, ионизирующего излучения, удара и т.д.

Выбор канала связи был сделан в пользу Bluetooth-модуля HC-06 [2], так как он, по сравнению с радио- и Wi-Fi-модулями, потребляет меньший ток, что повышает автономность устройства. Также он дешевле, чем Wi-Fi-модуль. Bluetooth-модуль является стабильным по сигналу, распространенным, а также сигнал с этого модуля можно отслеживать через телефон [3].

В разработанном устройстве используется микроконтроллер фирмы ATMEL Atmega328p, так как он совместим с огромным количеством цифровых, аналоговых и цифро-аналоговых датчиков, имеет достаточное быстродействие, функцию обработки внешних и внутренних прерываний, 6 режимов сна (пониженное энергопотребление и снижение шумов для более точной работы АЦП), достаточное количество цифровых и аналоговых входов и выходов.

Для уменьшения потребления тока и увеличения продолжительности работы устройства от аккумулятора, а также минимизации габаритов устройства можно использовать микроконтроллер фирмы ATMEL ATtiny24, выполненный в корпусе SOIC-14-3.9, размеры которого 8,71 × 4 × 1,5 мм. Имеет малый потребляемый ток:

– Активный режим: 1 МГц, 1,8 В: 380 мкА;

– Режим снижения потребляемой мощности: 100 нА при 1,8 В.

Рассчитаем потребление тока всего устройства:

– Модуль Bluetooth HC-05-50 мА;

– Инфракрасный датчик HC-SR501 – 50 мA;

Потребление тока всего устройства примерно 127 мA.

При использовании двух аккумуляторов 18650 емкостью 3300 мА/ч данное устройство проработает 6600/127 = 52 ч без подзарядки.

На основании этого подбора элементов были разработаны схема электрическая принципиальная и схема структурная (рис. 1, 2).

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема

Рис. 2. Структурная схема

Рис. 3. Тестовые модели приемника и передатчика

Были собраны тестовые модели данных устройств, которые представлены на рис. 3.

После разработки аппаратной части передатчика, осуществляющего контроль за сотрудником, встала задача разработки программного средства для передатчика (устройства, находящегося на сотруднике) и для мобильного средства, информирующего о состоянии датчиков.

В соответствии с задачами, которые должно выполнять программное средство передатчика, был разработан алгоритм его работы (рис. 4). Как видно из блок-схемы алгоритма (рис. 4), в программе имеются три ветвления (проверка условий выполнения), прочитана ли RFID метка, снял ли сотрудник средство индивидуальной защиты и, если была прочитана метка или снят датчик, передача уведомления на мобильное устройство.

Рис. 4. Блок-схема программного средства передатчика

В соответствии с задачами, которые должно выполнять программное средство мобильного устройства, был разработан алгоритм его работы (рис. 5). Как видно из блок-схемы алгоритма (рис. 5), програм- мное средство, предназначенное для мобильного устройства значительно сложнее, чем для микроконтроллера. При загрузке программы производится чтение данных обо всех сотрудниках из соответствующего файла и выделение динамического массива объектов класса под них. В бесконечном цикле обработки событий проверяется: был ли принят пакет данных от микроконтроллера, если пакет был принят, то идет его обработка. Обработка заключается в изменении отображаемой информации на экране мобильного устройства.

Рис. 5. Блок-схема программного средства мобильного устройства

Так как специалисты по обеспечению безопасности на рабочем месте должны сразу же узнавать о факте нарушения техники безопасности, было разработано приложение для мобильных устройств. Интерфейс предоставляет полный пакет информации о состоянии сотрудника и позволяет быстро реагировать в случае нарушения техники безопасности. Сам интерфейс простой и интуитивно понятный пользователю. Он состоит из кнопок, обозначающих профили сотрудников. После нажатия на кнопку открывается страничка с данными о сотруднике. На данном этапе разработки программное обеспечение имеет множество недостатков. Дизайн программы минимален и незауряден. Не обдумывались средства защиты продукта. Используется минимальное количество данных о сотруднике (фамилия, имя, отчество, наличие сотрудника на работе, надета ли форма), хотя есть возможность добавления более подробной информации.

Программное средство для мобильного устройства возможно установить на любое устройство с ОС Android, у которого имеется Bluetooth-модуль.

Мы разработали прототип корпуса для устройства, которое может быть встроено в разнообразную спецформу, что делает его универсальным. Он защищает устройство от механических воздействий и контакта человека, обеспечивает частичную пылезащищённость. Имеет слабую влагозащищенность, вода может проникать через отверстия под датчик и вывод USB-разъема. 3D модель корпуса для печати была спроектирована в программе Компас-3D. Корпус легко печатается на 3D принтере из пластика и обеспечивает степень защиты IP52.

Возникает вопрос экономической выгоды покупки таких устройств.

Примерная стоимость аппаратной части оценивается:

– МК ATtiny24 – 85 руб.;

– считыватель RFID меток – 100 руб.;

– bluetooth модуль HC-06 – 140 руб.;

– инфракрасный датчик HC-SR501 – 60 руб.;

Итоговая цена 385 руб. за одно устройство. По сравнению со штрафами, предусмотренными за нарушение требований охраны труда законодательством, эта сумма в разы меньше.

Например, за несоблюдение и нарушение этих правил наступает ответственность в виде штрафа в размере от 2 до 5 тыс. руб. для должностных лиц и предпринимателей, от 50 до 80 тыс. для юридических лиц.

1. Использование датчиков, фиксирующих дополнительную информацию, например шум, загрязнение воздуха и т.д.

2. Добавление кнопок экстренного вызова, если с сотрудником что-то случилось.

3. Дополнение системы компонентами для определения местонахождения сотрудника на предприятии.

4. Доработка программного обеспечения.

Согласно статье 212 трудового кодекса Российской Федерации ответственность за предоставление безопасных условий и охрану труда возлагается на работодателя. Поэтому рынок средств охраны труда продолжает стремительно развиваться, активно внедряются технологии в одежду, делая ее «умной», тем самым упрощая работу и делая ее безопасной.

Решения проблемы разработки программно-аппаратного комплекса индивидуальной системы контроля наличия формы на сотруднике и его идентификации на рабочем месте также осуществлялись компаниями «Корпоративные Системы» и их система ZBLocation System [5], «GOODWIN» – система «Гудвин-Нева» [6], «Росомз» – система «умная каска».

БППУ ТАЛЕЖ от компании «GOODWIN» помимо определения местоположения и наличия средств индивидуальной защиты могут содержать датчики, отслеживающие состояние здоровья человека: датчики пульса, давления, датчик падения (обладают возможностью коммутации с такими устройствами, как фитнес-браслеты, кардиомониторы, метки на спецодежде); датчики, определяющие состояние внешней среды: температура, влажность, освещенность, загазованность, задымленность; обладают возможностью голосовой связи, двусторонней передачи сигнала SOS, передачи сообщений, а также циркулярного вызова, определяют активность (падение).

ZBLocation System относится к классу RTLS-систем (Real Time Location System) и строятся на базе RFID-технологий (радиочастотная идентификация). Данная система содержит беспроводные датчики в корпусах из ударопрочного пластика, закрепленные на строительных касках, а также базовые станции, которые располагаются на специальных мачтах. Технологические преимущества беспроводной сети ZigBee и программной среды, разработанной компанией «Корпоративные Системы», позволяют использовать эту сеть для передачи информации с различных датчиков и для управления различными системами. Также эта система позволяет контролировать нахождение сотрудников в опасных зонах, время присутствия персонала на работе, анализировать занятость персонала на объекте, имеет представления детального анализа по движению контролируемых объектов в разрезе чертежей, организаций, позволяет получать статистику за различные периоды.

Росомз разработал «умную каску» для обеспечения и соблюдения безопасного труда. Каска снабжена такими функциями [7]:

– определение наличия каски на голове;

– информация о серьезных ударах по каске;

– функция SOS «Мне нужна помощь»;

– факт неподвижности и падения сотрудника с высоты;

– измерение температуры внутри каски;

Каска синхронизируется с базовой станцией.

Компания UVEX TechWear занимается разработкой и внедрением умной системы индивидуальной защиты [8]. Но делается исключительно для касок. Есть производства, где нужно контролировать систему индивидуальной защиты на теле. Тогда их системы будут неудобны и будут иметь большие габариты.

Использование RFID-меток отдельно усложняет систему, нужно много считывателей, и дает лишь способ отслеживания перемещения, а также защиту от выноса за пределы предприятия. Метки не занимают много места, но не имеют возможности следить за соблюдением техники безопасности. Внедрение RFID-меток нересурсоемкое, в принципе, как и наше устройство [9].

Британская компания Eleksen оснастила рабочую одежду железнодорожников умной системой [10]. Она определяет расстояние между рабочим и приближающимся поездом и оповещает об этом как работника, так и машиниста поезда. Оснащена функцией оповещения руководства о любых происшествиях. Собирает данные о происшествиях и проведенных работах. Внедрена система геопозиционирования GPS/GSM и связи по радио.

Заключение

Данная система является вспомогательной по отношению к стандартным средствам безопасности, установленных на производствах, и ее задача заключается в отслеживании нарушений ношения формы.

По сравнению с моделью «умной каски» (Росомз) наше устройство в этом плане универсально, оно может связываться с мобильными устройствами, которые распространены, что делает ее более простой.

Также очень легко расширить ассортимент возможностей нашей системы путем добавления новых датчиков. Это позволяет скопировать любую функцию другого устройства в зависимости от требований. Таким образом можно исключить практически все угрозы здоровью и жизни. Наша система обладает способностью контролировать приход и уход сотрудников по времени, а также идентифицировать личность. Она легко встраивается в любую одежду.

По сравнению с рассмотренными решениями разработанная нами система дешевле, способна идентифицировать сотрудника, а также, в отличие от решения, предлагаемого компанией «Корпоративные Системы», способна контролировать наличие формы на сотруднике. Наша система более универсальна, может оснащаться нужными датчиками в зависимости от требований и легко встраиваться в любое СИЗ, проста в реализации и дальнейшей эксплуатации.

В ходе выполнения работы было разработано устройство, интерфейс для оператора и получен прототип индивидуальной системы идентификации наличия формы на сотруднике.

Источник