RU190384U1 - MODULAR ENGINEERING PLATFORM - Google Patents

Abstract

Модульная инженерная платформа служит для двунаправленной трансформации сигналов от группы контролируемых объектов 5 к хранилищу 1 информации и обратно и выполняется в виде группы аппаратов, размещенных в общем корпусе и соединенных в нем монтажными средствами. Модульная инженерная платформа содержит, по меньшей мере, один источник 14 питания, несколько групп адресных микромодулей 4, выполненных с возможностью преобразования внешних сигналов в информацию для ее передачи в виде сигналов внутри платформы, и связанных с портами ввода-вывода группы физически одинаковых контроллеров 3, подключенных к серверу 2 платформы, сопряженной с хранилищем 1 информации. Каждый из микромодулей 4 имеет процессор 6, порты 7 ввода/вывода и интерфейс 8 отображения информации. Каждый из контроллеров 3 снабжен процессором 9, портами 10 ввода/вывода, часами 11, блоком 12 памяти и интерфейсом 13 отображения информации и выполнен с возможностью изменения его функций непосредственно с сервером 2, а также с возможностью автоматического распознавания и адаптации текущей аппаратной конфигурации.В группе микромодулей 4, соединенных с одним из контроллеров 3, имеют каждый свой уникальный адрес, контроллеры 3 имеют каждый свой уникальный адрес, например, в рамках сектора модульной платформы с образованием в ней единого адресного пространства - совокупности всех допустимых адресов аппаратов 3,4 для их взаимодействия, при необходимости, без постоянного обращения к хранилищу 1 информации. Каждый из контроллеров 3 снабжен разъемом 17, выполненным с возможностью параллельного включения контрольного выхода его процессора и портов ввода/вывод всех, подключенных к нему микромодулей 4, и выполнен с возможностью реализации функции plug-and-play для автоматического подключения и настройки. При использовании технического решения достигается повышение надежности, быстродействия и компактности устройства одновременно с увеличением ее экономической эффективности и простоты использования.The modular engineering platform serves for bidirectional transformation of signals from a group of monitored objects 5 to information storage 1 and vice versa and is performed as a group of devices placed in a common case and connected in it by mounting means. The modular engineering platform contains at least one power source 14, several groups of address micromodules 4, configured to convert external signals into information for transmission in the form of signals within the platform, and associated with input-output ports of a group of physically identical controllers 3, connected to the server 2 platforms associated with storage 1 information. Each of the micromodules 4 has a processor 6, ports 7 I / o and interface 8 display information. Each of the controllers 3 is equipped with a processor 9, input / output ports 10, a clock 11, a memory unit 12 and an information display interface 13 and is configured to change its functions directly with the server 2, as well as with automatic recognition and adaptation of the current hardware configuration. a group of micromodules 4 connected to one of the controllers 3 each have their own unique address, the controllers 3 each have their own unique address, for example, within the sector of the modular platform with the formation of a single address in it of space - the collection of all valid addresses of devices 3,4 for their interaction, if desired, without a permanent treatment to the storage 1 information. Each of the controllers 3 is provided with a connector 17, configured to parallelly connect the control output of its processor and input / output ports of all micromodules 4 connected to it, and is configured to implement the plug-and-play function for automatic connection and configuration. When using a technical solution, an increase in the reliability, speed and compactness of the device is achieved simultaneously with an increase in its economic efficiency and ease of use.

Description

Полезная модель относится к устройствам для телеметрии и программного управления и может быть использована в качестве устройства контроля доступа, средств автоматизации зданий, охранной пожарной сигнализации, с также управления технологическими процессами, и контроля целостности сооружений, контроля и управления энергетическими сетями и т.д.The utility model relates to devices for telemetry and software control and can be used as an access control device, building automation equipment, fire alarm systems, with also process control, and monitoring the integrity of structures, monitoring and managing power grids, etc.

Известна модульная инженерная платформа для энергетической установки с множеством взаимодействующих между собой частей установки, с выполняющими различные функции в общей для частей установки автоматизированной системе управления приборами автоматики, причем приборы автоматики связаны друг с другом и с управляющим блоком через шину данных, передающую важные для установки данные, приборы автоматики в соответствии с технологической структурой установки объединены в работоспособные независимо друг от друга блоки, причем каждый работоспособный блок соответствует функциональной цепочке (1-n), охватывающей множество частичных функций, причем частичные функции функциональной цепочки связаны через общую линию данных, которая передает только важные для работоспособного блока данные, причем каждая частичная функция охватывает множество подсистем с управляемыми компонентами установки (RU № 94021650).Known modular engineering platform for power plant with many interacting parts of the installation, with performing various functions in common to parts of the installation of an automated control system for automation devices, and automation devices are connected to each other and with the control unit through the data bus, transmitting important data for installation , automation devices in accordance with the technological structure of the installation are combined into operable, independently from each other blocks, with each work A capable block corresponds to a functional chain (1-n) covering a multitude of partial functions, with partial functions of a functional chain connected through a common data line that transmits only important data for a functioning unit, with each partial function spanning a multitude of subsystems with controllable components of the installation (RU 94021650).

Недостатками данной платформы являются сложность настройки, узость функциональных возможностей, ограничивающая разнообразие периферийного оборудования, и низкая надежность контроля состояния объекта и управления исполнительными устройствами.The disadvantages of this platform are the complexity of the settings, the narrow functionality, limiting the variety of peripheral equipment, and the low reliability of monitoring the state of the object and controlling actuators.

Известна модульная инженерная платформа, содержащая взаимодействующие между собой контроллеры, каждый из которых связан с группой периферийного оборудования в одной из зон комплекса, включающей датчики и исполнительные устройства, причем контроллеры всех зон выполнены универсальными для работы с единым программным обеспечением, а сопряжение их с периферийным оборудованием выполнено при помощи интерфейсных адресных микромодулей с микропроцессорами, выполненных с программной конфигурацией plug-and-play для динамической индивидуальной обработки информации с приведением ее к единой программной форме с возможностью передачи контроллеру и преобразования информации, передаваемой контроллером в единой программной форме, в индивидуальные команды для исполнения периферийным оборудованием с образованием единого адресного пространства, обеспечивающего согласование при обмене информацией между периферийным оборудованием и взаимодействующими контроллерами, при этом периферийное оборудование, объединенное в каждую группу, связано с контроллером с помощью одного из интерфейсных адресных микромодулей (RU № 85010).Known modular engineering platform containing interconnected controllers, each of which is associated with a group of peripheral equipment in one of the zones of the complex, including sensors and actuators, and the controllers of all zones are universal for working with common software, and pairing them with peripheral equipment performed using interface address micromodules with microprocessors made with plug-and-play software configuration for dynamic individualization processing information with bringing it to a single program form with the ability to transfer to the controller and convert information transmitted by the controller in a single program form into individual commands for execution by peripheral equipment to form a single address space providing coordination when exchanging information between peripheral equipment and interacting controllers, with This peripheral equipment, combined in each group, is connected to the controller via one of the interfaces ysnyh address micromodule (RU № 85010).

Недостатками данного устройства являются необходимость иметь несколько видов контроллеров, применяемых в системе, отсутствие механизма быстрой замены одного контроллера другим и невозможность подключения одного контроллера к другому для дублирования функций; невозможность изменения функций контроллера путем перезаписи новой микропрограммы, как следствие сложность настройки, узость функциональных возможностей, снижающая разнообразие периферийного оборудования, и более низкая надежность оборудования, чем при использовании во всех задачах только одного типа базового контроллера.The disadvantages of this device are the need to have several types of controllers used in the system, the absence of a mechanism for quickly replacing one controller with another and the inability to connect one controller to another to duplicate functions; the impossibility of changing the functions of the controller by overwriting the new firmware, resulting in complexity of setup, narrow functionality, reducing the diversity of peripheral equipment, and lower equipment reliability than when using only one type of basic controller in all tasks.

Известна модульная распределенная управляющая платформа, включающая взаимодействующие между собой контроллеры и группы периферийного оборудования с датчиками и исполнительными устройствами, оснащенными микроконтроллерами, она снабжена материнским устройством, содержащим ЭВМ, источник питания, а также подсистему внешнего ввода-вывода типа Ethernet, или USB, или Wi-Fi, или G3, или G4 и подсистему внутреннего ввода-вывода, при этом указанные контроллеры установлены на внутреннюю шину ввода-вывода материнского устройства и взаимодействуют с подчиненными микроконтроллерами каждый через собственную помехоустойчивую шину с обособленным адресным пространством и предназначается для телеметрии и программного управления и может быть использовано для контроля доступа, автоматизации зданий, охранной пожарной сигнализации, управления технологическими процессами, контроля целостности сооружений, контроля и управления энергетическими сетями и т.д. (RU № 2446446, прототип).Known modular distributed control platform, including interconnected controllers and peripheral equipment groups with sensors and actuators equipped with microcontrollers, it is equipped with a parent device containing a computer, a power source, and an external input-output subsystem such as Ethernet, or USB, or Wi -Fi, or G3, or G4 and an internal I / O subsystem, with the specified controllers installed on the internal I / O bus of the parent device and interacting with Each microcontroller each has its own noise-resistant bus with a separate address space and is intended for telemetry and software control and can be used for access control, building automation, fire alarm systems, process control, monitoring the integrity of structures, monitoring and managing power networks, etc. . (RU No. 2446446, prototype).

Недостатками данной платформы являются необоснованное усложнение то есть необходимость иметь в каждом устройстве, входящим в платформу ЭВМ, источник питания, а также подсистему внешнего ввода-вывода типа Ethernet, или USB, или Wi-Fi, или G3, или G4,что приводит к ненужным затратам, к снижению надежности в следствие увеличения количества компонентов, усложнения программного кода. В предложенной платформе отсутствует механизм быстрой замены одного контроллера другим и неясно описана возможность подключения одного контроллера к другому для дублирования (троирования, квадрирования) функций. Так же не очевиден механизм перераспределения функций контроллера путем перезаписи новой микропрограммы.The disadvantages of this platform are unreasonable complication, that is, the need to have in each device included in the computer platform a power source, as well as an external I / O subsystem such as Ethernet, or USB, or Wi-Fi, or G3, or G4, which leads to unnecessary costs, reduced reliability in consequence of the increase in the number of components, the complexity of the program code. In the proposed platform, there is no mechanism for quickly replacing one controller with another and the possibility of connecting one controller to another for duplicating (triangling) functions is not clear. It is also not obvious mechanism for the redistribution of functions of the controller by overwriting the new firmware.

Технической проблемой, разрешаемой настоящей полезной моделью, является создание эффективной универсальной по функциональным возможностям модульной инженерной платформы и расширение арсенала модульных инженерных платформ.The technical problem solved by the present utility model is the creation of an effective, modular engineering platform that is universal in functionality and an expansion of the arsenal of modular engineering platforms.

Технический результат, обеспечивающий разрешение указанной технической проблемы, заключается в упрощении программного обеспечения с максимально сокращенным функционалом, а также с одновременным снижением номенклатуры используемого оборудования благодаря построению устройства из одинаковых контроллеров и адресных модулей, что влечет за собой повышение надежности работы устройства в целом с разнообразными контролируемыми объектами, в том числе, за счет способности динамического перевода устройств платформы в режим энергосбережения.The technical result that resolves this technical problem is to simplify the software with the most reduced functionality, as well as simultaneously reducing the range of equipment used by building a device from the same controllers and address modules, which entails an increase in the reliability of the device as a whole with a variety of controlled objects, including, due to the ability of dynamic transfer of platform devices to power saving mode and I.

Сущность полезной модели заключается в том, что модульная инженерная платформа содержит источник питания, несколько групп адресных микромодулей, выполненных с возможностью преобразования внешних сигналов в информацию для ее передачи в виде сигналов внутри платформы, и связанных с портами ввода-вывода группы физически одинаковых контроллеров, подключенных к серверу платформы, сопряженной с хранилищем информации, при этом каждый из микромодулей имеет процессор, порты ввода/вывода и интерфейс отображения информации, каждый из контроллеров снабжен процессором, портами ввода/вывода, часами, блоком памяти и интерфейсом отображения информации и выполнен с возможностью изменения его функций непосредственно с сервером, а также с возможностью автоматического распознавания и адаптации текущей аппаратной конфигурации, причем в группе микромодулей, соединенных с одним из контроллеров имеют каждый свой уникальный адрес, контроллеры имеют каждый свой уникальный адрес в рамках модульной платформы с образованием в ней единого адресного пространства, а каждый из контроллеров снабжен разъемом, выполненным с возможностью параллельного включения контрольного выхода его процессора и портов ввода/вывод всех, подключенных к нему микромодулей, и выполнен с возможностью реализации функции plug-and-play для автоматического подключения и настройкиThe essence of the utility model is that the modular engineering platform contains a power source, several groups of address micromodules, made with the ability to convert external signals into information for transmission in the form of signals inside the platform, and groups of physically identical controllers connected to the I / O ports to the platform server associated with the information storage, with each of the micromodules having a processor, input / output ports and an information display interface, each of The controller is equipped with a processor, input / output ports, a clock, a memory unit and an information display interface and is configured to change its functions directly with the server, as well as automatically recognize and adapt the current hardware configuration, and in the group of micromodules connected to one of the controllers each have their own unique address, controllers each have their own unique address within a modular platform with the formation of a single address space in it, and each of MODULES provided with a connector adapted to parallel switching control output processor and its I / O ports all connected to it micromodules, and configured to implement the function of plug-and-play to automatically connect and configure

Предпочтительно, адресные микромодули выполнены с возможностью преобразования внешних сигналов контролируемых объектов из группы: средства охранной и пожарной сигнализации, пожаротушения, контроля и управления доступом, управления инженерным оборудованием кондиционирования и вентиляции, водоснабжения, электроснабжением, управления освещением.Preferably, the address micromodules are adapted to convert external signals of monitored objects from the group: means of security and fire alarm, fire extinguishing, access control and management, management of engineering equipment, air conditioning and ventilation, water supply, electricity supply, lighting control.

Предпочтительно, по меньшей мере, один контроллер выполнен в качестве базового, с возможностью функционирования в качестве самостоятельного управляющего объекта при обрыве связи с сервером,. выполненным в виде ЭВМ. Preferably, at least one controller is configured as a base controller, with the ability to function as an independent control object when the connection with the server is broken ,. made in the form of a computer.

Предпочтительно, процессоры контроллеров и микромодулей выполнены с программным кодом, не требующим использования операционной системы.Preferably, the processors of the controllers and micromodules are made with a program code that does not require the use of an operating system.

Предпочтительно, источник питания выполнен в виде импульсного четырехканального преобразователя переменного напряжения в постоянное, схемы управления зарядом внешнего аккумулятора и трех преобразователей напряжения постоянного тока. Preferably, the power source is made in the form of a pulsed four-channel AC-to-DC converter, an external battery charge control circuit, and three DC-DC converters.

Предпочтительно, источник питания выполнен в виде импульсного четырехканального преобразователя переменного напряжения в постоянное, схемы управления зарядом внешнего аккумулятора и трех преобразователей напряжения постоянного тока. Preferably, the power source is made in the form of a pulsed four-channel AC-to-DC converter, an external battery charge control circuit, and three DC-DC converters.

На чертеже фиг.1 изображена принципиальная блок-схема модульной инженерной платформы, на фиг.2 - принципиальная блок-схема контроллера, фиг.3 - принципиальная блок-схема адресного модуля, на фиг.4 - принципиальная блок-схема сопряжения источника питания и контроллеров. In the drawing of Fig. 1, a schematic block diagram of a modular engineering platform is shown, in Fig. 2, a schematic block diagram of a controller, Fig. 3 is a schematic block diagram of an address module, in Fig. 4, a schematic block diagram of a pair of power supply and controllers. .

Модульная инженерная платформа служит для двунаправленной трансформации сигналов от группы контролируемых объектов 5 к хранилищу 1 информации и обратно и выполняется в виде группы аппаратов, размещенных общем корпусе и соединенных в нем монтажными средствами. The modular engineering platform serves for bidirectional transformation of signals from a group of monitored objects 5 to information storage 1 and vice versa and is performed as a group of devices placed in a common case and connected in it by mounting means.

Модульная инженерная платформа содержит, по меньшей мере, один источник 14 питания, несколько групп адресных микромодулей 4 выполненных с возможностью преобразования внешних сигналов в информацию для ее передачи в виде сигналов внутри платформы, и связанных с портами ввода-вывода группы физически одинаковых контроллеров 3, подключенных к серверу 2 платформы, сопряженной с хранилищем 1 информации. The modular engineering platform contains at least one power source 14, several groups of address micromodules 4 configured to convert external signals into information for transmission in the form of signals inside the platform, and groups of physically identical controllers 3 connected to the I / O ports to server 2 platforms associated with storage 1 information.

Каждый из микромодулей 4 имеет процессор 6, порты 7 ввода/вывода и интерфейс 8 отображения информации. Each of the micromodules 4 has a processor 6, ports 7 I / o and interface 8 display information.

Каждый из контроллеров 3 снабжен процессором 9, портами 10 ввода/вывода, часами 11, блоком 12 памяти и интерфейсом 13 отображения информации и выполнен с возможностью изменения его функций непосредственно с сервером 2, а также с возможностью автоматического распознавания и адаптации текущей аппаратной конфигурации.Each of the controllers 3 is equipped with a processor 9, input / output ports 10, a clock 11, a memory unit 12 and an information display interface 13 and is configured to change its functions directly with the server 2, as well as with automatic recognition and adaptation of the current hardware configuration.

В группе микромодулей 4, соединенных с одним из контроллеров 3 имеют каждый свой уникальный адрес, контроллеры 3 имеют каждый свой уникальный адрес, например, в рамках сектора модульной платформы с образованием в ней единого адресного пространства - совокупности всех допустимых адресов аппаратов 3,4 для их взаимодействия, при необходимости, без постоянного обращения к хранилищу 1 информации. Каждый из контроллеров 3 снабжен разъемом 17, выполненным с возможностью параллельного включения контрольного выхода его процессора и портов ввода/вывод всех, подключенных к нему микромодулей 4, и выполнен с возможностью реализации функции plug-and-play для автоматического подключения и настройки.In the group of micromodules 4 connected to one of the controllers 3 each have their own unique address, controllers 3 each have their own unique address, for example, within the modular platform sector with the formation of a single address space in it - the totality of all valid addresses of the devices 3.4 for them interaction, if necessary, without permanent access to the repository 1 information. Each of the controllers 3 is provided with a connector 17, configured to parallelly connect the control output of its processor and input / output ports of all micromodules 4 connected to it, and is configured to implement the plug-and-play function for automatic connection and configuration.

Адресные микромодули 4 выполнены с возможностью преобразования внешних сигналов контролируемых объектов (извещателей и/или датчиков периферийных устройств) 5 из группы: средства охранной и пожарной сигнализации, пожаротушения, контроля и управления доступом, управления инженерным оборудованием кондиционирования и вентиляции, водоснабжения, электроснабжением, управления освещением.Address micromodules 4 are capable of converting external signals of monitored objects (detectors and / or peripheral sensors) 5 from the group: means of security and fire alarm, fire extinguishing, access control and management, management of engineering equipment for air conditioning and ventilation, water supply, electricity supply, lighting control .

По меньшей мере, один контроллер 3 выполнен функционально в качестве базового, с возможностью функционирования в качестве самостоятельного управляющего объекта при обрыве связи с сервером 2,. выполненным в виде ЭВМ. At least one controller 3 is functionally designed as a base one, with the ability to function as an independent control object when the connection with server 2 is broken. made in the form of a computer.

Процессоры контроллеров 3 и микромодулей 4 выполнены с программным кодом, не требующим использования операционной системы.The processors of controllers 3 and micromodule 4 are made with a program code that does not require the use of an operating system.

Источник 14 питания выполнен в виде импульсного четырехканального преобразователя переменного напряжения в постоянное, схемы управления зарядом внешнего аккумулятора и трех преобразователей напряжения постоянного тока. The power source 14 is made in the form of a pulsed four-channel AC-to-DC converter, an external battery charge control circuit and three DC-DC converters.

Записываемый код ЭВМ 2 хранится в базе данных производителя платформы и высылается потребителю, например, через Ethernet (фиг.4), в случае надобности, как электронный файл размером порядка 100 Кб.The recorded code of the computer 2 is stored in the database of the platform manufacturer and sent to the consumer, for example, via Ethernet (figure 4), if necessary, as an electronic file of about 100 Kb in size.

Внутри платформы выполнены связи иерархического или горизонтального характера, с использованием радиальных или кольцевых схем (фиг.4). Hierarchical or horizontal connections are made inside the platform, using radial or ring circuits (figure 4).

Контроллеры (3) установлены на DINрейку и подключены через съемные разъемы 16, а подвод питания к каждому контроллеру 3 выполнен при помощи плоской пластинки 15 соединяющей два USB разъема 16.Controllers (3) are installed on the DIN rail and connected via removable connectors 16, and the power supply to each controller 3 is made using a flat plate 15 connecting two USB 16 connectors.

Модульная инженерная платформа реализована с использованием компонент (аппаратуры) с максимально сокращенным функционалом на каждом этапе двунаправленного процесса трансформации сигналов. Например, контроллер 3, являющийся базовым для любого решения и выступающий при обрыве связи самостоятельным управляющим объектом, должен обладать (фиг. 2) только процессором 9, портами 10 ввода/вывода, часами 11, блоком 12 памяти, интерфейсом 13 отображения информации. А микромодуль 4 (модуль 4), на который возлагается задача преобразования внешних сигналов в информацию внутри платформы и передача сигналов из/внутри нее (фиг. 3) может иметь только процессор 6, порты 7 ввода/вывода, интерфейс 8 отображения информации. При этом программный код в процессорах 6,9 обоих устройств 3,4 выполняется без использования операционной системы. Персональный компьютер или сервер 1, используемый в платформе на этапе обработки, хранения и передачи информации, имеет стандартную конфигурацию и не содержит специальных модулей и блоков, обслуживается стандартной операционной системой. The modular engineering platform is implemented using components (hardware) with the most reduced functionality at each stage of the bidirectional signal transformation process. For example, the controller 3, which is the base for any solution and acts when the connection is broken by an independent control object, should have (FIG. 2) only the processor 9, input / output ports 10, clock 11, memory block 12, information display interface 13. And micromodule 4 (module 4), which is charged with converting external signals into information inside the platform and transmitting signals from / inside it (Fig. 3), can only have processor 6, input / output ports 7, information display interface 8. In this case, the program code in the processors 6.9 of both devices 3.4 is executed without the use of the operating system. The personal computer or server 1 used in the platform at the stage of processing, storing and transmitting information has a standard configuration and does not contain special modules and blocks, it is served by a standard operating system.

Таким образом, все разнообразие необходимой аппаратуры сводится к использованию стандартных аппаратных средств контроллеров 3 и адресных модулей (микромодулей) 4. Организация связей в устройстве зависит от типа решаемой задачи и может носить иерархический или горизонтальный характер, с использованием более экономичных радиальных или более надежных кольцевых схем соединений для повышения «живучести» устройства. Такую структуру связей обеспечивают модули (микромодули) 4 с соответствующим интерфейсом 8.Thus, the whole variety of necessary equipment is reduced to the use of standard hardware of controllers 3 and address modules (micromodules) 4. The organization of connections in the device depends on the type of task being solved and can be hierarchical or horizontal, using more economical radial or more reliable ring circuits compounds to increase the "vitality" of the device. Such a link structure is provided by modules (micromodules) 4 with an appropriate interface 8.

В целом модульная инженерная платформа содержит физически одинаковые контроллеры 3, функции которых могут меняться в зависимости от загруженного в них программного кода. Оперативная перезапись программного кода (микропрограммы) производится удаленно, прямо с сервера (компьютера) 1 по линиям связи, существующим в работающем устройстве. При этом записываемый код хранится в базе данных производителя платформы и высылается потребителю в случае надобности, как электронный файл размером порядка 100 Кб. Взаимозаменяемые между собой контроллеры 3, могут быть быстро установлены и демонтированы в устройстве за счет крепления каждого контроллера 3 на DINрейку и подключения через съемные разъемы 17,18. In general, the modular engineering platform contains physically identical controllers 3, the functions of which may vary depending on the program code loaded into them. The operative rewriting of the program code (firmware) is performed remotely, directly from the server (computer) 1 through the communication lines existing in the working device. In this case, the recorded code is stored in the database of the platform manufacturer and is sent to the consumer, if necessary, as an electronic file of about 100 Kb in size. Interchangeable controllers 3 can be quickly installed and dismantled in the device by mounting each controller 3 to the DIN rail and connecting via removable connectors 17, 18.

Подвод питания к контроллеру 3, выполненный при помощи плоской пластинки (коннектор, соединительная планка) 15 соединяющей два USB разъема 16 способствует быстрому отсоединению/присоединению контроллера 3 к источнику 14 питания. Один из контактов разъема питания используется для адресной линии опроса источников 14 питания, обеспечивая оперативный контроль работы источника 14 (одного или нескольких) и выполнение источником команд контроллера 3. The power supply to the controller 3, made with the help of a flat plate (connector, interposer) 15 connecting two USB 16 connectors facilitates quick disconnection / connection of the controller 3 to the power source 14. One of the power connector pins is used for the address line for polling power sources 14, providing on-line monitoring of the operation of source 14 (one or more) and the source's execution of commands from controller 3.

Для выполнения тех или иных задач в рамках определенной территории контроллеры 3 соединяются в сектора.To perform certain tasks within a certain area, the controllers 3 are connected into sectors.

Эта структура позволяет использовать смешанную структуру передачи данных: иерархическую в секторе и горизонтальную между ними и между информационными средствами.This structure allows the use of a mixed data transmission structure: hierarchical in the sector and horizontal between them and between the media.

Модульная инженерная платформа работает следующим образом.Modular engineering platform works as follows.

Вся предварительная обработка сигналов от контролируемых или управляемых объектов 5 ведется в адресных модулях (микромодулях) 4. Микромодули (модули) 4 предназначены для трансформации сигналов внутри устройства и из/во внешнюю среду. Они имеют жесткую логику работы и минимальное количество программного кода. Смена микромодуля (модуля) 4 приводит к изменению функционала входа/выхода контроллера 3. Учитывая, что к контроллеру 3 может быть подключено много адресных микромодулей 4, такая структура становится очень гибкой и пригодной для решения любой задачи. Для выполнения тех или иных задач в рамках определенной территории и для упрощения настройки платформы адресные микромодули (модули) 4 могут соединяться в группы.All pre-processing of signals from controlled or controlled objects 5 is carried out in addressable modules (micromodules) 4. Micromodules (modules) 4 are designed to transform signals inside the device and from / to the external environment. They have a hard logic of operation and a minimum amount of software code. Changing the micromodule (module) 4 leads to a change in the functionality of the input / output controller 3. Given that many address micromodules 4 can be connected to the controller 3, this structure becomes very flexible and suitable for solving any task. To perform certain tasks within a certain territory and to simplify the platform setup, the address micromodules (modules) 4 can be connected into groups.

Работа платформы начинается с подключения в режиме plug-and-play контроллеров 3 и адресных микромодулей (модулей) 4, благодаря которому возможно автоматическое определение и настройка подключенных устройств, и дальнейшей (при необходимости) индивидуальной настройкой каждого контроллера 3, микромодуля 4, группы, сектора последних. The platform starts with plug-and-play connection of controllers 3 and address micromodules (modules) 4, thanks to which it is possible to automatically detect and configure connected devices, and further (if necessary) customize each controller 3, micromodule 4, group, sector last.

Для уменьшения объема передаваемой информации и упрощения функционирования в платформе используются уникальные адреса микромодулей (модулей) 4, соединенных с одним контроллером 3 и уникальные адреса контроллеров 3 в рамках сектора модульной платформы. В процессе работы в платформе ведется динамическая индивидуальная обработка сигналов, что приводит информацию к единой информационной форме с возможностью передачи внутри платформы, трансформации к контролируемым или управляемым объектам 5 и хранилищам 1 информации с образованием единого адресного пространства, обеспечивающего согласование при обмене информацией.To reduce the amount of information transmitted and simplify operation, the platform uses unique addresses of micromodules (modules) 4 connected to one controller 3 and unique addresses of controllers 3 within the modular platform sector. In the course of work, the platform conducts dynamic individual signal processing, which leads the information to a single information form with the possibility of transmission within the platform, transformation to controlled or controlled objects 5 and information stores 1 with the formation of a single address space that ensures coordination in the exchange of information.

Для повышения надежности платформы электропитание компонент ведется от стандартизованного источника 14 питания, единого для любой задачи, а также способного работать в комплекте с другими аналогичными, подключенными к одному контроллеру 3. To improve the reliability of the platform, the power supply component is conducted from a standardized power source 14, which is uniform for any task, as well as capable of working in conjunction with other similar ones connected to one controller 3.

Обработка информации на этапе сервера 1 ведется с использованием персональных компьютеров в стандартной конфигурации.Information processing at the server 1 stage is carried out using personal computers in a standard configuration.

В конструкции контроллера 3 предусмотрен специальный разъем, позволяющий подключить процессоры других контроллеров 3 напрямую к портам 10 ввода/вывода и в случае отказа одного из процессоров 9 передать информация от контролируемых объектов (периферийный устройств) 5 и сигналы управления могут быть направлены на процессор 9 другого контроллера 3. При этом стандартизованный источник 14 питания, использующийся совместно несколькими контроллерами 3 поддерживает работу микромодулей 4 и периферийных устройств 5. The controller 3 has a special connector that allows other processors 3 to be connected directly to the I / O ports 10 and in the event of a failure of one of the processors 9 to transfer information from the monitored objects (peripheral devices) 5 and control signals can be sent to the processor 9 of the other controller 3. At the same time, a standardized power supply 14, used jointly by several controllers 3, supports the operation of micromodules 4 and peripheral devices 5.

В результате настоящего технического решения создана эффективная универсальная модульная инженерная платформа. При этом упрощена настройка, расширены функциональные возможности для оптимальной компоновки аппаратуры на объекте и взаимодействия с распределенными по протяженным линиям связи различными по конструктивному выполнению, программному обеспечению и контролируемым параметрам и типам извещателей (датчиков) состояния объектов 5 и для управления разнообразными видами исполнительных механизмов, элементов сигнализации за счет обеспечения возможности распознавать и адаптировать изменения аппаратной конфигурации без вмешательства пользователя и без необходимости перезагрузки какого-либо компонента платформы, повышена надежность электропитания за счет способности динамического перевода устройств платформы в режим энергосбережения и обратно, при котором устройства потребляют электроэнергию только в том случае, когда они выполняют полезную работу, а устройства, которые в течение заданного временного интервала не используются, отключаются, и впоследствии включаются по требованию.As a result of this technical solution, an efficient universal modular engineering platform has been created. At the same time, the setup is simplified, the functionality has been expanded for the optimal layout of the equipment at the facility and interaction with distributed over long lines of communication different in design, software and controlled parameters and types of detectors (sensors) of the state of objects 5 and for controlling various types of actuators, elements signaling by providing the ability to recognize and adapt hardware configuration changes without user intervention and without the need to reboot any component of the platform, the reliability of power supply is increased due to the ability of the dynamic transfer of platform devices to the power saving mode and vice versa, in which devices consume electricity only when they perform useful work, and devices that during a given time intervals are not used, are disabled, and subsequently included on demand.

Заявляемая модульная инженерная платформа позволяет предложить каждому потребителю индивидуальное решение по цене массового продукта. Это достигается подходом основанном на использовании максимального количества стандартных компонент и максимально сокращенным функционалом на каждом этапе двунаправленного процесса трансформации сигналов от любого из контролируемых или управляемых объектов 5 к хранилищам 1 информации и обратно. Таким образом, достигается повышение надежности, быстродействия и компактности устройства одновременно с увеличением ее экономической эффективности и простоты использования. Модульная инженерная платформа может использоваться для широкого круга задач, например, в системах жизнеобеспечения зданий, включающих средства охранной и пожарной сигнализации, пожаротушения, контроля и управления доступом, управления инженерным оборудованием (кондиционированием и вентиляцией, водоснабжением, электроснабжением, управления освещением).The claimed modular engineering platform allows us to offer each consumer an individual solution for the price of a mass product. This is achieved by an approach based on using the maximum number of standard components and the most reduced functionality at each stage of the bidirectional process of transforming signals from any of the monitored or controlled objects 5 to the information stores 1 and back. Thus, an increase in the reliability, speed and compactness of the device is achieved simultaneously with an increase in its economic efficiency and ease of use. The modular engineering platform can be used for a wide range of tasks, for example, in the life support systems of buildings, including security and fire alarm systems, fire extinguishing, access control and management, engineering equipment management (air conditioning and ventilation, water supply, electricity supply, lighting control).

Claims (6)

1. Модульная инженерная платформа, содержащая взаимодействующие между собой контроллеры, каждый из которых снабжен устройством контроля реального времени и даты и связан с группой контролируемых объектов в одной из зон комплекса, включающей датчики, исполнительные устройства и оповещатели, причем контроллеры всех зон выполнены универсальными для работы с единым программным обеспечением, а сопряжение их с контролируемыми объектами выполнено при помощи интерфейсных адресных микромодулей с микропроцессорами, выполненных с программной конфигурацией plug-and-play для динамической индивидуальной обработки информации с приведением ее к единой программной форме с возможностью передачи контроллеру и преобразования информации, передаваемой контроллером в единой программной форме, в индивидуальные команды для исполнения контролируемыми объектами, с образованием единого адресного пространства, обеспечивающего согласование при обмене информацией между контролируемыми объектами и взаимодействующими контроллерами с возможностью регистрации и получения уведомлений об определенных событиях, при этом контролируемые объекты, объединенные в каждую группу, связаны с контроллером с помощью одного из интерфейсных адресных микромодулей, отличающаяся тем, что все контроллеры выполнены физически одинаковыми и подключены к серверу платформы, сопряженному с хранилищем информации, и к источнику питания, имеющему импульсный преобразователь переменного напряжения в постоянное, при этом каждый из микромодулей имеет процессор, порты ввода/вывода и интерфейс отображения информации, каждый из контроллеров снабжен процессором, портами ввода/вывода, часами, блоком памяти и интерфейсом отображения информации и выполнен с возможностью изменения его функций непосредственно сервером, а также с возможностью автоматического распознавания и адаптации текущей аппаратной конфигурации, причем в группе микромодулей, соединенных с одним из контроллеров, имеют каждый свой уникальный адрес, контроллеры имеют каждый свой уникальный адрес в рамках модульной платформы, по меньшей мере, один контроллер выполнен в качестве базового, с возможностью функционирования в качестве управляющего, а каждый из контроллеров снабжен разъемом, выполненным с возможностью параллельного включения контрольного выхода его процессора и портов ввода/вывод всех, подключенных к нему микромодулей, и выполнен с возможностью реализации автоматического подключения и настройки в программной конфигурации plug-and-play.1. A modular engineering platform containing interconnected controllers, each of which is equipped with a real-time and date control device and is associated with a group of monitored objects in one of the zones of the complex, including sensors, actuators and sounders, and all controllers are universal for operation with a single software, and their interfacing with controlled objects is performed using interface address micromodules with microprocessors made with software with a plug-and-play configuration for dynamic individual processing of information, bringing it to a single program form with the ability to transfer to the controller and convert information transmitted by the controller in a single program form into individual commands for execution by controlled objects, with the formation of a single address space providing coordination when exchanging information between controlled objects and interacting controllers with the ability to register and receive notifications about certain events, while the monitored objects, combined into each group, are connected to the controller using one of the interface address micromodules, characterized in that all controllers are made physically identical and connected to the platform server connected to the information storage and to the power source having AC-to-DC pulse converter; each of the micromodules has a processor, input / output ports and an information display interface; each of the controllers provides en a processor, input / output ports, a clock, a memory unit and an information display interface and is configured to change its functions directly by the server, as well as to automatically recognize and adapt the current hardware configuration, and in the group of micromodules connected to one of the controllers, have each has its own unique address, the controllers each have their own unique address within the modular platform, at least one controller is designed as a base, with the possibility of fu coding as a manager, and each of the controllers is equipped with a connector configured to parallelly turn on the control output of its processor and input / output ports of all micromodules connected to it, and is configured to implement automatic connection and configuration in the plug-and-play software configuration . 2. Модульная инженерная платформа по п.1, отличающаяся тем, что адресные микромодули выполнены с возможностью преобразования внешних сигналов контролируемых объектов из группы: средства охранной и пожарной сигнализации, пожаротушения, контроля и управления доступом, управления инженерным оборудованием кондиционирования и вентиляции, водоснабжения, электроснабжением, управления освещением.2. Modular engineering platform according to claim 1, characterized in that the address micromodules are made with the ability to convert external signals of controlled objects from the group: means of security and fire alarm systems, fire extinguishing, control and access control, management of engineering equipment for air conditioning and ventilation, water supply, power supply lighting control. 3. Модульная инженерная платформа по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, один контроллер выполнен в качестве базового в виде ЭВМ, с возможностью функционирования в качестве самостоятельного управляющего объекта при обрыве связи с сервером. 3. Modular engineering platform according to any one of paragraphs.1 and 2, characterized in that at least one controller is made as a base in the form of a computer, with the ability to function as an independent control object when the connection with the server is broken. 4. Модульная инженерная платформа по любому из п.п.1 и 2, отличающаяся тем, что процессоры контроллеров и микромодулей выполнены с программным кодом, не требующим использования операционной системы.4. Modular engineering platform according to any one of paragraphs 1 and 2, characterized in that the processors of controllers and micromodules are made with software code that does not require the use of the operating system. 5. Модульная инженерная платформа по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что источник питания выполнен в виде импульсного четырехканального преобразователя переменного напряжения в постоянное, и снабжен схемой управления зарядом внешнего аккумулятора и тремя преобразователями напряжения постоянного тока. 5. The modular engineering platform according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the power source is made in the form of a pulsed four-channel AC-to-DC converter, and is equipped with an external battery charge control circuit and three DC-DC converters. 6. Модульная инженерная платформа по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что источник питания выполнен в виде импульсного четырехканального преобразователя переменного напряжения в постоянное, схемы управления зарядом внешнего аккумулятора и трех преобразователей напряжения постоянного тока. 6. Modular engineering platform according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the power source is made in the form of a pulsed four-channel AC-to-DC converter, an external battery charging control circuit and three DC-DC converters.

Images