Инструменты пользователя

Инструменты сайта

Вы посетили: • components • modeling • ot_integration • traditional_methods • fundamentals
topics:10:architecture

Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Следующая версия		Предыдущая версия
topics:10:architecture [2025/10/12 17:12] – создано admintopics:10:architecture [2025/10/12 17:30] (текущий) – [Контрольные метрики] admin
Строка 5: Строка 5:
 <mermaid> <mermaid>
 flowchart LR flowchart LR
-  classDef big font-size:26px,stroke-width:1.2px,padding:10px;+  classDef big font-size:40px,stroke-width:2px,padding:20px;
  
-  N["Узлы (датчики): T/RH, ΔP, скорость/расход воздуха, вибрация, энергия"]:::big --> E["Пограничная обработка (edge): фильтрация, агрегация, контроль качества"]:::big +  N["Узлы (датчики): T/RH, ΔP, скорость/расход воздуха, вибрация, энергия"]:::big --> E["Пограничная обработка: фильтрация, агрегация, контроль качества"]:::big 
-  E --> R["Радиосеть (mesh/звезда/дерево)"]:::big +  E --> R["Радиосеть (ячеистая, звезда, дерево)"]:::big 
-  R --> G["Шлюз (gateway): протоколы Zigbee / 6LoWPAN / WirelessHART / ISA100.11a"]:::big+  R --> G["Шлюз: Zigbee / 6LoWPAN / WirelessHART / ISA100.11a"]:::big
   G --> M["Шина сообщений (MQTT/AMQP), буфер"]:::big   G --> M["Шина сообщений (MQTT/AMQP), буфер"]:::big
-  M --> A["Аналитика/правила: поиск «горячих точек», модели управления"]:::big +  M --> A["Аналитика и правила: поиск «горячих зон», модели управления"]:::big 
-  A --> U["Исполнители: частотники вентиляторов/насосов, уставки CRAH/чиллеров, заслонки"]:::big+  A --> U["Исполнители: частотники вентиляторов и насосов, уставки CRAH/чиллеров, заслонки"]:::big
   A --- D["DCIM/BMS/MMT и хранилища для отчётности/BI"]:::big   A --- D["DCIM/BMS/MMT и хранилища для отчётности/BI"]:::big
 +
 +  %% Расширяем диаграмму визуально
 +  style N fill:#f9f9ff,stroke:#333,stroke-width:1.5px
 +  style G fill:#f9f9ff,stroke:#333,stroke-width:1.5px
 +  style A fill:#f9f9ff,stroke:#333,stroke-width:1.5px
 +  linkStyle default stroke-width:2px
 </mermaid> </mermaid>
 </WRAP> </WRAP>
 +
  
 ===== Назначение и цели ===== ===== Назначение и цели =====
-- Пространственно-плотный мониторинг среды: температурные поля, влажность, перепады давления, локальные перегревы. +  * Плотный мониторинг параметров среды: температура, влажность, перепады давления, локальные перегревы.   
-- Поддержка динамического управления охлаждением и воздушным распределением (CRAH/CRAC, вентиляторы, заслонки). +  * Снижение энергопотребления за счёт точечной подачи холода.   
-- Снижение энергопотребления за счёт таргетированного холодоснабжения только в проблемных зонах. +  * Гибкость при перестановках ИТ-оборудования.
-- Гибкость размещения датчиков при частых перестановках ИТ-оборудования.+
  
 <WRAP center> <WRAP center>
 $$P_{\text{вент}} \propto n^3,\quad Q \propto n$$ $$P_{\text{вент}} \propto n^3,\quad Q \propto n$$
 </WRAP> </WRAP>
-- Использование «законов подобия» вентиляторов: уменьшение частоты вращения \(n\) снижает электрическую мощность \(P_{\text{вент}}\) кубически — ключ к экономии при корректном управлении расходом \(Q\).+ 
 +- Уменьшение частоты вращения \(n\) вентиляторов снижает потребляемую мощность \(P_{\text{вент}}\) в кубической зависимости — основа энергоэффективного регулирования расхода \(Q\).
  
 ===== Состав сети ===== ===== Состав сети =====
-- **Узел (mote):** микроконтроллер + радиомодуль + набор датчиков (как минимум T/RH; опционально ΔP, скорость/расход, вибрация, коррозия, контактные датчики). +  * **Узел (датчик):** микроконтроллер, радио, сенсоры температуры/влажности, давления, расхода, вибрации, электроэнергии.   
-- **Шлюз (gateway):** агрегирует трафик узлов, выполняет буферизацию и обмен с верхним уровнем. +  * **Шлюз:** агрегирует данные, буферизует, передаёт на верхний уровень.   
-- **Сервер телеметрии/аналитики:** приём данных, нормализация, хранение, правила, интеграция с BMS/DCIM.+  * **Сервер телеметрии и аналитики:** нормализация, хранение, расчёт производных метрик и интеграция с системами управления.
  
 <WRAP info> <WRAP info>
-- Типичные параметры: пропускная способность до ~250 кбит/с для низкомощных радиосетей, период опроса от 1 с до 1 мин, радиус одной ячейки — десятки метров; суммарный «зонтичный» охват — сотни метров при многохоповой передаче. +  * Пропускная способность — до 250 кбит/с для маломощных сетей.   
-- Срок службы от батареи: ориентир до 5 лет при «сон/пробуждение» и редких замерах (например, 1 раз/мин).+  * Период опроса — от 1 с до 1 мин.   
 +  * Радиус ячейки — десятки метров, общая зона покрытия — сотни метров.   
 +  * Срок службы от батареи — до 5 лет при периодическом опросе.
 </WRAP> </WRAP>
  
 ===== Топологии и протоколы ===== ===== Топологии и протоколы =====
 ^ Топология ^ Преимущества ^ Ограничения ^ ^ Топология ^ Преимущества ^ Ограничения ^
-| **Mesh (ячеистая)** | Самовосстановление маршрутов; покрытие сложных планировок; масштабируемость | Более высокая сложность сети; планирование каналов/мощностей | +| **Ячеистая** | Самовосстановление маршрутов, масштабируемость | Сложное управление каналами | 
-| **Звезда** | Проста; минимальная задержка до шлюза | Требует плотного покрытия шлюзами; чувствительна к помехам/экранированию | +| **Звезда** | Простота, малая задержка | Требуется плотное покрытие шлюзами | 
-| **Дерево (cluster-tree)** | Баланс между простотой и охватом; иерархия кластеров | Координаторы — точки концентрации трафика; нужна корректная балансировка |+| **Дерево** | Баланс охвата и простоты | Координаторы концентрируют трафик |
  
-**Часто используемые протоколы/семейства:** Zigbee, 6LoWPAN, WirelessHART, SmartMesh IP, ISA100.11a (диапазон 2,4 ГГц ISM).   +Применяемые протоколы: Zigbee, 6LoWPAN, WirelessHART, SmartMesh IP, ISA100.11a (диапазон 2,4 ГГц).   
-**Требования ЦОД:** высокая надёжность (>99,9% сбор данных), низкая задержка для управляющих контуров, усиленная защита канала (критичные приложения).+Для ЦОДов критичны надёжность сбора данных > 99,9 %, малая задержка и защищённый канал связи.
  
-===== Датчики и измеряемые параметры ===== +===== Измеряемые параметры ===== 
-- Температура воздуха (план, стойки, заброс в ИТ-впуск/выпуск). +  * Температура воздуха (по залу, стойкам, на впуске и выпуске ИТ-оборудования).   
-- Относительная влажность и точка росы. +  * Относительная влажность, точка росы.   
-- Перепад давления (залы/подполье, «холодные/горячие» коридоры). +  * Перепад давления между зонами.   
-- Скорость/расход воздуха, статус заслонок. +  * Скорость и расход воздуха.   
-- Вибрация/состояние вентиляторов, состояние подшипников (прогноз отказов). +  * Вибрации вентиляторов и насосов.   
-- Электроэнергия: напряжение/ток/мощность по группам ИТ/вентиляции. +  * Электропитание: напряжение, ток, мощность.   
-- Спец. датчики: коррозионная активность, протечки, дым/аэрозоли.+  * Протечки, дым, коррозионная активность.
  
 ===== Обмен данными и интеграция ===== ===== Обмен данными и интеграция =====
-- Маршрутизация «прыжками» (multi-hop) с временными метками на уровне узла. +  * Многохоповая маршрутизация с временными метками.   
-- Шлюз выполняет: агрегацию, QoS-буферизацию, преобразование протоколов (например, Zigbee → MQTT/AMQP/HTTP). +  * Шлюз выполняет агрегацию, буферизацию и преобразование протоколов.   
-- Серверная часть: нормализация, контроль качества данных, заполнение пробелов, вычисление производных метрик (градиенты T, индекс горячих точек).+  * Сервер — нормализацию, заполнение пропусков, расчёт индексов перегрева и градиентов температуры.
  
 ===== Аналитика и управление охлаждением ===== ===== Аналитика и управление охлаждением =====
-- **Локализация перегревов** по данным WSN и построение карты «горячих зон». +  * Формирование карт «горячих зон».   
-- **Замкнутые контуры:** правила/модели изменяют уставки CRAH/CRAC, частоту VFD вентиляторов, положение заслонок. +  * Автоматическая корректировка уставок CRAH/CRAC, частоты вращения вентиляторов и положения заслонок.   
-- **Фокусная подача холода:** подстройка расхода только там, где фиксируются отклонения от целевой зоны.+  * Локализованная подача холода только в области перегрева.
  
 <WRAP center> <WRAP center>
-$$\min_{\mathbf{u}(t)}\ \sum_{i} P_i(t)\quad +$$\min_{\mathbf{u}(t)} \sum_i P_i(t)\quad 
-\text{при}\quad T_j^{\min} \le T_j(t) \le T_j^{\max},\ \forall j$$+\text{при}\quad T_j^{\min}\le T_j(t)\le T_j^{\max},\ \forall j$$
 </WRAP> </WRAP>
-- Задача: минимизировать суммарную мощность \( \sum P_i \) (вентиляторы, насосы, чиллеры) при соблюдении температурных допусков в контрольных точках \(j\). 
  
-===== Проектные нюансы размещения ===== +===== Проектные особенности ===== 
-- Планирование радиопокрытия с учётом экранирования (стойки, кабельные лотки, металлоконструкции). +  * Радиопланирование с учётом экранирования металлоконструкциями.   
-- Разделение каналов и мощностей передатчиков, борьба с коллизиями. +  * Разделение частотных каналов, борьба с коллизиями.   
-- Калибровка и периодическая поверка датчиков; стратегия замены батарей. +  * Калибровка и поверка датчиков, замена батарей.   
-- Обеспечение трасс для шлюзов (питание PoE/220В, сетевая связность). +  * Питание и сетевые подключения шлюзов.   
-- Отказоустойчивость: дублирующие шлюзы, избыточные маршруты.+  * Резервирование маршрутов и шлюзов.
  
 <WRAP important> <WRAP important>
-- Радиопомехи в диапазоне 2,4 ГГц и экранирование металлом — основная причина потерь пакетов. +  * Основные риски: радиопомехи в диапазоне 2,4 ГГц, перегрузка шлюзов, ошибки интерпретации без учёта аэродинамики.   
-- Перегрузка «узких мест» (координаторы/шлюзы) при высокой частоте опроса. +  * Требуется шифрование и контроль доступа к сети.   
-- Риски информационной безопасности: требуется шифрование канала и контроль доступа. +  * Некорректная установка датчиков ведёт к ложным тревогам о «горячих зонах».
-- Неверная интерпретация данных без учёта аэродинамики (ложные «горячие точки»).+
 </WRAP> </WRAP>
  
-===== Минимизация англицизмов (термины) ===== +===== Контрольные метрики ===== 
-- **Gateway → шлюз**, **mesh → ячеистая сеть**, **edge → пограничная обработка**, **hot spot → горячая зона/перегрев**, **analytics → аналитика/модели**, **alert → оповещение/сигнал**. +  * Процент успешной доставки данных.   
- +  * Средняя задержка телеметрии (P95/P99).   
-===== Контрольные метрики внедрения ===== +  * Экономия энергопотребления холода/вентиляции.   
-- Доля успешно принятых кадров, % потерь по узлам/маршрутам. +  * Плотность датчиков (шт./100 м², шт./стойку).   
-- Доступность сбора данных, % времени > 99,9%. +  * Средний срок службы узла (лет).
-- Средняя задержка доставки телеметрии (P95/P99), с. +
-- Энергосбережение вентиляции/холода, % к базовой линии. +
-- Плотность датчиков: шт./100 м² и шт./стойку. +
-- Время автономной работы узла, лет.+
  
 <WRAP tip> <WRAP tip>
 **Ключевые идеи** **Ключевые идеи**
-- Беспроводная сеть датчиков ускоряет развертывание и перестановки, обеспечивая плотные измерения без кабелей. +  * Беспроводные датчики обеспечивают плотные измерения без кабелей и быстро адаптируются при изменении планировки.   
-- Ячеистая топология с самовосстановлением маршрутов — оптимальна для залов со сложной геометрией. +  * Ячеистая топология устойчива к сбоям и даёт самовосстановление сети.   
-- Правильная аналитика превращает сырые измерения в управляемую экономию энергии (через VFD и уставки CRAH/чиллеров). +  * Энергосбережение достигается через оптимизацию скоростей вентиляторов и уставок охлаждения.   
-- Эффект экономии базируется на кубической зависимости мощности вентиляторов от скорости. +  * Надёжность и защищённость каналов связи — ключевой фактор стабильной работы.   
-- Качество решений определяется радиопланированием, калибровкой датчиков и киберзащитой канала. +  * Интеграция с BMS/DCIM позволяет превратить мониторинг в автоматическое управление.
-- Интеграция с BMS/DCIM и буферизация на шлюзах критичны для надёжности >99,9%. +
-- Метрики внедрения (потери кадров, задержки, срок службы батарей) должны отслеживаться постоянно.+
 </WRAP> </WRAP>
 +
  
topics/10/architecture.1760289154.txt.gz · Последнее изменение: — admin