Hệ thống thông tin công nghiệp giám sát và điều khiển từ xa trên môi trường internet

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN MÔN: HỆ THỐNG THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TỪ XA TRÊN MÔI TRƯỜNG INTERNET Giảng viên hướng dẫn Học viên cao học Lớp : PGS TS Nguyễn Văn Khang : Nguyễn Việt Dũng Bùi Văn Nhẫn Ngô Tuấn Anh : KTTT1 Hà Nội, tháng 12/2011 Chủ đề 5: Giám sát điều khiển từ xa môi trường Internet ( Remote Monitoring and Control over the Internet) Người thực hiện: TT Họ tên Phần tham gia Nguyễn Việt Dũng Chương I; II; III Bùi Văn Nhẫn Chương IV; Mục V.1 Ngô Tuấn Anh Mục V.2, V.3; Chương VI, VII, VIII, IX MỤC LỤC I Giới thiệu II Quản lý lương tòa nhà II.1 Quản lý lượng .5 II.2 Tiêu chuẩn mơ hình liệu tòa nhà III Thiết kế hệ thống RBMO III.1 Kiếm trúc hệ thống III.2.Hệ thống thu thập liệu III.3 Những đơn vị đo múi .10 III.4 Cơ sở liệu chuỗi thời gian 11 III.5 Hệ thống phân vùng 12 IV Phần mềm ứng dụng RBMO .12 V Thảo luận .13 V.1 Những vấn đề cần quan tâm(liên quan) khả tương thích hệ thống 14 V.1.1 Khả thông báo kiện (sự cố) 14 V.1.2 Thôngtin cá nhân an ninh .14 V.1.3 Performance Hiệu suất / Đặc trưng? 15 V.1.4 Vấn đề tích hợp hệ thống kế thừa .16 V.2 Tính khơng đồng ngữ nghĩa quản lí liệu 17 V.2.1 Dịch vụ dẫn đặt tên 17 V.2.2 Các dịch vụ trung gian 18 V.2.3 Sơ đồ động sơ đồ tĩnh 18 V.2.4 Các dịch vụ biến đổi sở 19 V.2.5 Các múi đồng 19 V.2.6 Chuỗi thời gian DBMS 19 V.2.7 Sự đảm bảo chất lượng liệu 19 V.3 Vận hành hệ thống 20 V.3.1 Soda Hall 20 V.3.2 Tòa nhà Oakland Federal .20 VI Công việc liên quan 21 VII Công việc tương lai .21 VIII Tổng kết 22 IX Lời kết .22 I Giới thiệu Giám sát điều khiển từ xa đề cập đến quan sát thu thập liệu địa điểm từ xa, xử lý liệu này, hành vi môi trường từ xa thực thể bị theo dõi ảnh hưởng đến tín hiệu phát thơng tin điều khiển chức việc quan sát Ứng dụng bao gồm từ việc giám sát môi trường (khơng có điều khiển) đến ứng dụng an ninh giám sát nhiệm vụ điều khiển yêu cầu mức độ xác cao (ví dụ: Điều khiển lị phản ứng, điều khiển lượng, điều khiển q trình cơng nghiệp.) Các liệu từ xa thu thập thơng qua cảm biến tích hợp môi trường, cảm biến phát giá trị đo đạc theo chu kỳ truyền phép đo theo yêu cầu Các cảm biến kết nối với hệ thống giám sát điều khiển thông qua mạng thông tin liên lạc Các kết nối mạng khơng dây có dây giao thức mạng giao thức (chẳng hạn giao thức Internet) giao thức độc quyền đó.Vịng điều khiển đóng lại thơng qua thiết bị truyền động ảnh hưởng đến q trình kiểm sốt Hệ thống giám sát kiểm sốt phân phối để tăng sẵn có hệ thống bảo vệ chống lại thất bại phận hệ thống Các liệu đo xử lý hệ thống giám sát kiểm soát bên mạng lưới cảm biến.Xử lý hệ thống giám sát đơn giản lưu trữ liệu sở liệu hay giám sát liệu cho xu hướng bất ngờ kiện.Xử lý liệu bên mạng đối phó với preaggregation giá trị đo nguồn nút mạng lưới cảm biến Như đề cập trên, việc thiết kế không gian hệ thống giám sát điều khiển từ xa phụ thuộc nhiều hoàn cảnh ứng dụng cụ thể Ở đây, chọn ứng dụng trường hợp cụ thể, thảo luận phát triển ứng dụng, trình bày cách chi tiết việc thiết kế xây dựng hệ thống giám sát điều khiển từ xa Đối với trường hợp ứng dụng hệ thống giám sát vận hành tòa nhà từ xa (Remote Building Monitoring and Operations - RBMO) với mục đích nhằm quản lý nguồn lượng tịa nhà thơng qua Internet Nghiên cứu tổng hợp từ việc triển khai kinh nghiệm vấn hành từ vài tòa nhà lớn Các phần tiểu luận bố trí sau - Phần 2: Hoàn cảnh phát triển ứng dụng đánh giá công nghệ liên quan đến hệ thống giám sát điều khiển tòa nhà từ xa mô tả - Phần3: Giới thiệu kiến trúc hệ thống RBMO mục tiêu thiết kế - Phần 4: Các phần mềm ứng dụng - Phần 5: Tóm tắt kinh nghiệm việc phát triển, triển khai vận hành hệ thống - Phần 6: Đề cập tời công việc - Phần 7: Hướng phát triển tương lai II Quản lý lương tòa nhà II.1 Quản lý lượng Theo số liệu thống kê Mỹ, tòa nhà tiêu thụ phần ba tất lượng sản xuất nước với chi phí khoảng 200 tỷ USD năm, với 85 tỷ USD năm cho tòa nhà thương mại Theo ước tính nửa số chi phí lãng phí so với chi phí hiệu đạt Phần lớn lãng phí nguyên nhân từ việc chưa kiểm sốt trì hiệu hệ thống tòa nhà phức tạp Theo số nghiên cứu gần hiệu suất tòa nhà cho thấy tiết kiệm khoảng 15% đến 40% chi phí lượng hàng năm việc lập kế hoạch, phân tích thực dựa liệu người sử dụng lượng Cách tiết kiệm lượng tốt từ việc tắt thiết bị không cần thiết Theo cách khác, việc tiết kiệm tốt cho thiết bị việc lên kế hoạch tối ưu hóa điểm nhiệt độ điều khiển Một số ví dụ khác việc phân tích tính hiệu việc sử dụng lượng tòa nhà mà trang bị hệ thống giám sát nêu trình bày “Mơ hình việc theo dõi đảm bảo hiệu suất tòa nhà trường đại học Piette Các ứng dụng phát triển cho dự án RBMO dựa Hệ thống điều khiển thiết bị sưởi ấm điều hòa nhiệt độ (Heating Ventilating and Air Conditioning Equipment - HVAC) tịa nhà thương mại (Hình 1) (mở rộng từ thông tin Hệ thống điều khiển quản lý lượng (Energy Management Control Systems EMCSs)), Nhiều nghiên cứu rõ khả giám sát hệ thơng EMCS với tịa nhà thương mại Hiện có 150 nhà sản xuất liên quan đến EMCS Khoảng 50% tất tòa nhà 45.000 m2 (500.000 ft2) có EMCS, họ có mặt gần tất tòa nhà văn phòng lớn [12] Đối với tòa nhà xây dựng từ năm 1992, gần 50% diện tích sàn tịa nhà với EMCSs Hệ thống RBMO hỗ trợ giám sát điều khiển từ xa nhiều tòa nhà Các thiết bị HVAC, chiếu sang… giám sát điều khiển thông qua mạng Internet sử dụng giao thức CORBA (Common Object Request Broker Architecture protocols) Nó thiết kế để làm việc khơng đồng với hệ thống EMCS HVAC Hệ thống RBMO thiết kế để tích hợp với trung tâm giám sát điều khiển tòa nhà từ xa Trung tâm cung cấp liệu trực quan, quản lý sở liệu, mô lượng tịa nhà, cơng cụ phân tích lượng sử dụng sở giám sát từ xa bao gồm hai thành phần: - Máy chủ chạy Unix làm nhiệm vụ thu thập quản lý liệu - Một số máy trạm chạy hệ điều hành Unix Windows sử dụng cho liệu trực quan, phân tích thống kê liệu, mơ Những người sử dụng cuối hệ thống người sở hữu điều hành tịa nhà ví dụ U.S.GSA (tịa nhà liên bang), khu học chánh, trường đại học, chuỗi bán lẻ, ngân hàng, công ty quản lý tài sản, tiện ích Hình Hệ thống RBMO Hệ thống RBMO hướng tới ba mục tiêu thiết kế chính: thể tính khả thi kỹ thuật thiết kế đề xuất, đánh giá thử nghiệm với thành phần công nghệ phần mềm khả tương tác môi trường không đồng nhất, thể tiện ích hệ thống Khi tập trung ý phân tích kỹ lưỡng liệu từ tịa nhà EMCSs thơng thường cho thấy có đủ khả để cải thiện hoạt động tòa nhà, kết mang lại thoải mái cho người cư ngụ giảm sử dụng lượng Tuy nhiên, hầu hết tòa nhà, tập trung ý phân tích kỹ lưỡng khơng thực thiếu phần mềm thích hợp, đào tạo vận hành, nhân viên, cảm biến khơng xác bị hỏng hóc.Giám sát tịa nhà từ giúp tăng khả giảm chi phí lao động tham gia việc theo dõi phân tích EMCSs cách trải chi phí lao động số lượng lớn tịa nhà.Điều tạo nên tính khả thi mặt tài để sử dụng chuyên gia HVAC Việc sử dụng Internet sở hạ tầng thơng tin liên lạc có hai khía cạnh: sử dụng giao thức truyền thơng Internet sử dụng mạng Internet thực tế Việc sử dụng giao thức mạng Internet cho phép truy cập vào loạt phần cứng phần mềm tương thích với giá thành rẻ từ nhiều nhà cung cấp khác nhiều phương tiện truyền thông khác nhau.Thị trường mạng lớn, có hàng triệu người sử dụng, đó, nhà cung cấp dễ dàng khấu hao chi phí phát triển Ngược lại, giao thức độc quyền thường địi hỏi chi phí nhiều hơn, ngun nhân độc quyền hướng tới thị trường nhỏ Có số giao thức cơng nghiệp đặc biệt, chẳng hạn BACnet, xếp vào hai lạo giao thức Các giao thức Internet coi phổ biến cho ứng dụng mạng diện rộng Sử dụng mạng Internet cho phép người dùng chia sẻ giá trị, lợi ích sở hạ tầng thông tin liên lạc cách phổ biến phổ biến Khi xây dựng ứng dụng tự động hóa mà chia sẻ sở hạ tầng Internet tiết kiệm đáng kể so với kết nối hệ thống quay sô dial-up trước Môi trường Internet cung cấp lượng đáng kể khách hàng tiềm hệ thống băng thông cao mà không tốn mà truy cập vào lúc họ cần, ví dụ, video giám sát từ xa an ninh hỏa hoạn, chẩn đoán từ xa Cuối cùng, Internet hưỡng tới sư tin cậy, dư thừa kết nối, mạng backbone Nhược điểm việc sử dụng Internet cần phải có đảm bảo mặt an ninh mạng Hệ thống EMCS ngày xây dựng chủ yếu dùng để điều khiển Các hệ thống EMCSs hệ điều khiển máy tính đặc biệt, lập trình để vận hành thiết bị tòa nhà thiết bị làm lạnh, quạt, máy bơm, van, động cơ, hệ thống chiếu sáng EMCSs cài đặt cho nhiều mục đích khác như: kiểm soát thiết bị, cảnh báo nhà khai thác trục trặc thiết bị có thể, trì điều kiện tiện nghi, cho phép sửa đổi chi tiết điều khiển kỹ thuật Những hệ thống EMCS thường giám sát liệu vận hành tịa nhà vị trí van điều tiết, điểm đặt, mức làm việc chất lỏng tình trạng thiết bị Hệ thống không sử dụng để giám sát nhu cầu điện Trong số trường hợp, cảm biến xác sử dụng để chuẩn đốn thay loại thơng thường hệ thống EMCS Ví dụ, để theo dõi hiệu làm lạnh cần phép đo xác sụt giảm nhiệt độ tỷ lệ lưu lượng nước thông qua thiết bị làm lạnh cần thiết.Các cảm biến thơng thường EMCS khơng đủ để tính tốn trường hợp II.2 Tiêu chuẩn mơ hình liệu tịa nhà Năm 1995, ASHRAE thông qua tiêu chuẩn truyền thông cho hệ thống tự động hóa tịa nhà – Tiêu chuẩn mạng điều khiển tự động hóa tòa nhà (The Building Automation and Control Network Standard - BAC-net) Tiêu chuẩn xem hệ thống HVAC tập đối tượng Tuy nhiên, tiêu chuẩn không bao gồm tiêu chuẩn mức ứng dụng thiết bị làm lạnh hay tháp làm mát Liên minh hợp tác quốc tế (The International Alliance for Interoperability) tổ hợp nhà cung cấp phần mềm kiến trúc, kỹ thuật, xây dựng (ví dụ, Autodesk Bentley Systems), người làm việc phát triển mơ hình tiêu chuẩn liệu cho việc mơ tả tịa nhà Các mơ hình liệu dự định sử dụng công cụ thiết kế kiến trúc kỹ thuật, dự toán chi phí xây dựng phần mềm, phần mềm lập kế hoạch xây dựng, vv Chúng theo dõi nỗ lực để sử dụng công ước đặt tên cho điểm giám sát III Thiết kế hệ thống RBMO Trong phần này, mô tả chi tiết kiến trúc hệ thông RBMO bao gồm: - Hệ thống Gateway tòa nhà - Dữ liệu thu nhận hệ thống - Mức ứng dụng cảu đối tượng đặc biệt đơn vị chuyển đổi - Dữ liệu chuỗi thời gian III.1 Kiếm trúc hệ thống Kiến trúc hệ thống RBMO thể hình Kiến trúc bao gồm ba lớp: ứng dụng, hệ thống quản lý sở liệu, gateway tòa nhà Các lớp kết nối với hệ thống thông qua internet nhờ chuyển đổi CORBA Hệ thống thiết kế thành mô-đun để dễ dàng đánh giá luân phiên công nghệ cho sở liệu, giao diện người dùng, thành phần trực quan (Dữ liệu chuỗi thời gian) Hệ thống RBMO tạo hệ thống không đồng mức cao kết hợp với tảng phần cứng khác hệ điều hành khác nhau, từ hệ thống độc quyền (EMCSs) đến tảng phổ biến (Sun workstations/UNIX and PC/NT) Sự khơng đồng lớn động lực để sử dụng CORBA thay giao thức khác OLE, Active X, DCOM, SNMP, MMS, giao thức netDDE Bảng đưa số so sánh số trường hợp III.2.Hệ thống thu thập liệu Dữ liệu từ xa tình trạng tịa nhà chúng tơi ban đầu có sẵn liệu mặt cắt ngang, liệu, mẫu liệu xây dựng định kỳ, thông thường đến phút Dữ liệu có độ phân giải cao cho phép nghiên cứu dao động hệ thống điều khiển Tuy nhiên, phân tích thơng thường sử dụng vài biến trạng thái, lại muốn nhìn thấy chuỗi thời gian dài biến trạng thái Vì vậy, thích hợp cho việc phân tích liệu lưu trữ thời gian riêng biệt với biến trạng thái Câu hỏi đặt sau nơi liệu chuyển từ mặt cắt ngang sang định dạng thời gian lưu trữ Điều thực thời gian thu thập, thời gian phân tích, số thời gian trung gian Sự chuyển vị thời gian thu thập chậm tiến trình thu thập, tăng tốc pha phân tích Chuyển vị thời điểm phân tích cho phép thu thập liệu nhanh, giảm pha phân tích Chuyển vị thời giant rung gian cho phép thu thập liệu phân tích liệu nhanh Tuy nhiên, kiến trúc phần mềm trở nên phức tạp tốn để thực trì Chuyển vị cso thể xảy máy gateway, máy chủ sở liệu, phân tích máy trạm 10 Chúng ta chọn chuyển đổi liệu máy chủ sở liệu chúng thu thập Việc tạo đĩa I/O hoạt động điểm giám sát liệu cho chu kỳ lấy mẫu Điều dường có cấu trúc đơn giản để thực hiện, cần phải có hiệu suất tương ứng với hệ thống nguyên mẫu Hệ thống thu thập liệu (DAQ) hệ thống vòng đặt máy chủ trung tâm với hệ thống quản lý liệu thời gian Đặt hệ thống DAQ server TSDB có hiệu lớn DAQ truyền cho I/O đáng kể tới DB server Kiểm tra vòng (kiến trúc kéo) lựa chọn ban đầu kiến trúc đẩy từ gateway nhận biết đơn giản thực Chúng dự kiến di chuyển đến kiến trúc đẩy, mà hy vọng cung cấp độ tin cậy tốt chống lại điểm lỗi đơn lẻ hệ thống trung tâm (giả sử nhân rộng), dễ dàng hỗ trợ cho hệ thống chép phân vùng trung tâm DAQ/DBMS Hệ thống thu thập liệu chúng tơi đa luồng, với q trình DAQ phục vụ cho nhiều tòa nhà Điều cung cấp hiệu suất (và phần mềm quyền) lợi trình đơn luồng, tiến trình thiết kế tịa nhà, chi phí độ tin cậy Bất lỗi trình DAQ sau nguyên nhân hệ thống thu thập liệu từ tất toàn nhà bị lỗi Sự chép phân vùng DAQ ky vọng cho ứng dụng quy mô lớn III.3 Những đơn vị đo múi Trong phân chia với nhiều toàn nhà, buộc phải đối đầu với đa dạng cảu đơn vị đo lường sử dụng cho điểm giám sát khác EMCSs Có phương pháp tiếp cận để đối phó với vấn đề này: ghi lại tất phép đo cặp (giá trị, đơn vị) ghi lại đơn vị cho điểm giám sát phần siêu liệu cho điểm giám sát ghi lại tất phép đo kinh điển đơn vị Thông thường thực hành hệ thống EMCS phương pháp Mơ hình liệu IAI thông qua phương pháp Tuy nhiên, khác đơn vị đo qua điểm giám sát EMCSs làm cho so sánh tính tốn trọng DBMS khó Chúng thông qua quy ước lưu trữ tất phép đo tiêu chuẩn SI (hệ mét) đơn vị 11 DBMS (sự chuyển đổi thực hệ thống thu thập liệu) Việc tiến hành xây dựng số so sánh tính tốn xử lý truy vấn Chúng tơi có kế hoạch cho phép người dùng định hệ thống ưa thích để đơn vị để thể kết truy vấn Khó khăn twuong tự xảy với múi Có vấn đề - sưu tập tòa nhà giám sát bao gồm nhiều múi (ví dụ: chuỗi bán lẻ lớn) việc sử dụng thời gian tiết kiệm ánh sang ban ngày đưa nhiều bất thường Chúng giả vấn đề cách chuyển đổi tất nhãn thời gian (Universal Coordinated Time (UTC)) (a.k.a Greenwich Mean Time (GMT)) Điều thực hệ thống thu thập liệu trước lưu trữ liệu III.4 Cơ sở liệu chuỗi thời gian Số lượng lớn liệu mà thu thập thành chuỗi thời gian, ví dụ, nhiệt độ, sử dụng điện… Mặc dù liệu thơ bất thường theo thời gian, biến đổi chuỗi thời gian thường xuyên để phân tích Chuỗi thời gian thường xuyên giả định định kỳ lấy mẫu Do đó, tiêu chí quan trọng để lựa chọn DBMS phù hợp cho liệu chuỗi thời gian truy vấn Nó hỗ trợ liệu chuỗi thời gian số DBMS: quan hệ, hướng đối tượng (OO), lai quan hệ đối tượng việc sử dụng DBMS quan hệ cho liệu chuỗi thời gian thường xuyên thường cung cấp hiệu suất trung bình, hỗ trợ chủ yếu cho hoạt động làm mịn làm lịch DBMS hướng đối tượng cho phép thực thu thập liệu chuỗi thời gian với hỗ trợ tốt cho làm lịch, làm mịn,… Để giảm thiếu chi phí phát triển, ban đầu chúng tơi chọn DBMS quan hệ-đối tượng, Illustra (kể từ sát nhập với Informix) xây dựng hỗ trợ chuỗi thời gian Khi DBMS chứng minh không tin cậy, chuyển sang DBMS quan hệ, Oracle Xem thảo luận Gần đây, DBMS quan hệ cung cấp (ví dụ Oracle) cơng bố xây dựng hỗ trợ chuỗi thời gian Hầu hết liệu mà chuỗi thời gian mô tả liệu tịa nhà- là, liệu Computer Aided Design (CAD) mơ tả cấu hình vật lý tòa nhà, hệ thống HVAC, hệ thống EMCS DBMSs hướng đối tượng (OODBMSs) nói chung phù hợp tốt hơnvới liệu CAD DBMSs quan hệ (RDBMSs) 12 Những giao diện CORBA, cho vài CORBA thương mại triển khai, có sẵn cho số OODBMSs, chưa cho hầu hết DBMS quan hệ DBMS đối tượngquan hệ Tuy nhiên, Oracle thong báo họ có dự định để hỗ trợ giao diện CORBA Những giao diện CORBA có sẵn cho DBMSs quan hệ [19] Hỗ trợ cho cấu hình DBMS client-server thường có sẵn cho tất DBMSs Điều cho phép di chuyển phân tích hiển thị máy trạm trì sở liệu máy chủ sở liệu mạnh III.5 Hệ thống phân vùng Chúng giới thiệu giao diện CORBA số điểm hệ thống Phân vùng phục vụ mục đích chính: - Phân phối thành phần - Tách để tái cấu trúc Các giao thức CORBA sở liệu chuỗi thời gian, giao diện đồ họa người dùng, dễ dang quản lý phiên làm việc (xem hình.2) cho phép thay đổi phân bố thành phần phụ thuộc vào băng thong truyền thong hiệu máy client Hơn nữa, chũng cho phép tach riêng thành phần cá nhân cho mục đích tái cấu trúc, ví dụ, tích hợp trình duyệt internet GUI IV Phần mềm ứng dụng RBMO Các ứng dụng RBMO thiết kế xoay quanh việc cung cấp khả sau đây: - Lưu trữ liệu chuỗi thời gian sở liệu - Cung cấp trực quan cho có nghĩa phân tích hiệu suất lượng tịa nhà Thực loạt hồi quy kỹ thuật phân tích thống kê để (1) xác định “cơ sở” (2) đánh giá hiệu suất lượng sau cho thêm, hoạt động thay đổi bảo trì, thay đổi chiếm chỗ, để theo dõi lịch sử Các ứng dụng lưu trữ hiển thị chạy máy trạm Sun môi trường C++ Chúng hình dung, nhiên, phát triển tương lai ứng dụng hiển thị phân tích thống kê chủ yếu dựa PC, chạy Java Windows NT trình duyệt web Tồn tịa nhà máy làm lạnh giám sát cài đặt cảu hệ thống bao gồm vài chục cảm biến (ngoài 1500 điểm cảm biến tịa nhà) bao gồm tồn hệ 13 thống sử dụng điện tòa nhà, biến thời tiết, cộng với trạng thái thiết bị làm lạnh tháp làm mát, số nhiệt độ lưu lượng nước Chúng đưa thêm số máy đo lượng lưu lượng, cảm biến nhệt độ cho thiết bị làm lạnh kèm chúng với cảm biến EMCS ban đầu tăng cường thơng tin khơng có sẵn từ EMCS cài đặt khác, thu thập 120 điểm giám sát có lien quan tới máy làm lạnh, từ tổng 8000 điểm giám sát EMCS Chúng phát triển tiêu chuẩn biểu đồ theo dõi hiệu suất cho phép người dùng xem liệu lưu trữ với menu thân thiện Điều bao gồm hình dạng tải hàng ngày liệu hoạt động phút cho toàn giá trị; ngày tuần, cuối tuần dạng tải tuần (dữ liệu hàng giờ); dạng liệu trung bình hàng tháng Các thiết bị làm mát phân tích máy lạnh bao gồm đồ thị công suất với tải làm lạnh (kW vs Tấn) hiệu so với tải (kW/tấn với tấn) Những ứng dụng dự định cho sử dụng chuyên gia từ xa Tồn khả cho người dùng xem liệu chi tiết chuỗi thời gian nhiệt độ nước máy làm mát số quạt start-stop tháp làm mát Khái niệm để cung cấp công cụ cho người dùng từ xa người mà chịu trách nhiệm theo dõi hiệu cuaqr hệ thống tòa nhà nhiều địa điểm Các menu biểu đồ chuẩn thiết kế cho phép người dùng dễ dàng xem liệu quan trọng nhất, liệu hiệu suất cấp độ vĩ mô, cung cấp phương tiện bổ sung để phân tích chi tiết liệu vi mơ Nói cách khác, đồ thị theo kịch nên cho phép người dùng trả lời câu hỏi, “là tòa nhà hệ thống làm mát hoạt động tốt không?” Để giữ cho ứng dụng mở rộng, phát triển ngôn ngữ kịch mà ổ đĩa trực quan phần mềm GUI Tuy nhiên, phần mở rộng bổ sung số có thể, thực trực tuyến cách chuẩn bị kịch Các ngôn ngữ phát triển scrip đơn giản, chúng tơi bỏ qua thảo luận chi tiết Nhìn lại, thông qua ngôn ngữ scripting thông thường V Thảo luận Phần trình bày phần chi tiết kinh nghiệm việc thiết kế, phát triển vận hành nguyên mẫu (mẫu thử) hệ thống RBMO 14 V.1 Những vấn đề cần quan tâm(liên quan) khả tương thích hệ thống V.1.1 Khả thông báo kiện (sự cố) Trung tâm để giám sát từ xa điều khiển hệ thống số cấu giúp bên điều khiển từ xa thơng báo cho bên theo dõi kiện "thú vị" Những thông báo kiện cần phải đồng bộ, trì, (thường xuyên) multicast Lý tưởng kiện nên gõ (để thủ tục định lắng nghe cho loại hình kiện cụ thể) Cơ quan (bộ phận) thông báo kiện đặt địa cho cần thiết phải truyền thông báo cố đáng kể để rel-evant thành phần hệ thống Tùy thuộc vào yêu cầu chức hệ thống, thơng báo xem xét khơng đáng tin cậy (ví dụ, cập nhật giá trị theo dõi thơng tin định kỳ) coi đáng tin cậy (ví dụ thay đổi trạng thái thiết bị) Trong môi trường đó,nơi mà thành phần hệ thống thất bại trở thành kết nối, yêu cầu kỹ thuật cho việc thực quan nhiều Mặc dù giao thức vận chuyển (delivery) kiện mức độ thấp (định nghĩa) CORBA, ngữ nghĩa việc mô tả xác định kiện mức độ cao trạng thái(cơ quan) vận hành cịn có (cho đến nay) nhà cung cấp đặc trưng Độ tin cậy quan kiện khả trì cung cấp không xác định thực cách qn Do việc xác định mơ tả tập hợp có nghĩa (significant )cho chức quan kiện mức độ cao điều quan trọng Những chức quan kiện nên mô tả tốt đủ phép triển khai thực nhiều biểu diễn trạng thái tương thích Một số issues addressed đề xuất OMG gần Cơ quan Thông báo Sự kiện cải thiện V.1.2 Thôngtin cá nhân an ninh Các yêu cầu an ninh cho RBMO để ngăn cản người trái phép làm thay đổi lập trình thiết bị HVAC Bên cạnh làm gián đoạn hoạt động xây dựng occupant, điều gây thiệt hại cho thiết bị HVAC với lệnh khơng phù hợp (hoặc độc hại) Do đó, số đề án để xác thực an toàn kiểm sốt truy cập bắt buộc Sự thiếu sót sở triển khai CORBA vào đầu dự án dẫn tới việc trì hỗn việc điều khiển ứng dụng 15 Thêm vào đó, số site mong muốn có riêng liệu dùng HVAC (ví dụ, liệu occupancy), yêu cầu mã hóa tất thơng tin liên lạc Một mối quan tâm có khả tương tác quan an ninh Chúng tơi khơng thể xác định tương thích phần mềm cho quan an ninh CORBA Hơn nữa, chúng tơi gần xây dựng phần mềm tương thích bao gồm dịch vụ khác (ví dụ, dịch vụ kiện, dịch vụ an ninh, dịch vụ đặt tên, vv) từ nhà cung cấp khác Nhưng không làm V.1.3 Performance Hiệu suất / Đặc trưng? Theo kinh nghiệm với CORBA, sở RPC chậm phép mơ hình hóa điểm đo riêng đối tượng riêng biệt Điều chứng minh cần thiết phải tổng hợp nhiều đo lường điểm lại với thành sưu tập đặt tên (được gọi "danh sách quét") truy vấn nhóm điểm Trong điều kiện sở liệu, biên dịch truy vấn thành lập Điều làm giảm đáng kể số lượng lời gọi CORBA (tin nhắn), cải thiện hiệu suất Như tập hợp thông điệp xuất cách phổ biến để cải thiện hiệu suất hệ thống Tuy nhiên, bị nhàm dễ gây lỗi thực trì Nó buộc người thực kết hợp vấn đề thiết kế logic vật lý Trong ORB nhanh chắn giúp được, tin độ trễ mạng mạng diện rộng cuối hạn chế hiệu suất hệ thống giám sát nhiều điểm nhỏ Nhiều hệ thống tìm cach s có hiệu để tổng hợp thơng báo Rất cần có cơng cụ tự động (hoặc bán tự động thuận tiện) cho tập hợp điểm giám sát cá nhân thành đối tượng quét lớn Công cụ cần thiết để hỗ trợ multicast xuất / đăng ký giao thức truyền Các công cụ cho phép tách biệt rõ ràng việc cân nhắc thiết kế logic vật lý thiết kế thực hệ thống Đối với phép đo độ trễ lưu lượng thực số CORBA ORB (mặc dù mạng tốc độ cao nhiều), xem hoạt động Schmidt et al [15, 28] Brose [2] báo cáo gần số performance vượt qua mạng lưới khu vực địa phương tốc độ cao, cho thấy ORB thương mại yêu cầu khoảng msec cho round-trip no-op Lưu ý nhiều ứng dụng tòa nhà giám sát từ xa yêu cầu hoạt động mạng diện rộng (với độ trễ băng thông thấp so với mạng lưới khu vực địa phương) 16 Một phần vấn đề hiệu suất xuất phát từ mong muốn cho phép lược đồ điểm giám sát có thời gian chạy mang tính ràng buộc Ràng buộc cuối coi cần thiết để thích ứng với thay đổi cấu hình HVAC (ví dụ, bảo trì, cải tạo, vv) mà khơng cần biên dịch lại mã RBMO Chúng lẽ sử dụng khả gọi CORBA động - nhiên, điều coi chậm yêu cầu thực RBMO quy mô lớn Cuối cùng, ứng dụng ứng dụng liên quan khác giám sát điện lưới điện, thường có nhu cầu để ứng dụng với nhiều đối tượng / điểm theo dõi Theo hiểu biết ORB trì bảng đối tượng nhớ (một số hàng chục byte cho đối tượng) cho tất đối tượng hệ thống Phương pháp rõ ràng có vấn đề nhân rộng thành tập đối tượng lớn Quan điểm là, số loại migration tự động để lưu trữ thứ cấp (và liên quan đến trỏ swizzling) tương tự sở liệu hướng đối tượng cần thiết để hỗ trợ ứng dụng lớn V.1.4 Vấn đề tích hợp hệ thống kế thừa Trong hệ thống tích hợp EMC phức tạp bên hệ thống phân phối chung hoạt động cách nhuần nhuyễn, phải thực giám sát Các đối tượng bảo vệ hệ thống kế thừa ẩn số đặc tính hệ thống cốt yếu giới hạn cho hoạt động khả chịu đựng hệ thống Dù ẩn hầu hết đặc tính phân phối hệ thống qua việc sử dụng công nghệ đối tượng phân phối, hệ thống bao gồm nhiều thành phần riêng biệt thiết kế hệ thống độc lập mà khơng dự tính kết hợp, bị điều khiển xử lý bên Các đầu tập trung, trì liệu mơ tả cấu hình giới hạn Đặc điểm tìm chủ yếu khơng có Mặc dù thơng tin cấu hình EMC trì cách tự nhiên hệ thống con, hệ thống thiết kế đối tượng riêng lẻ, độc lập Trong tạo cấu tự động cho việc hợp cấu hình nhằm thay đổi thơng tin từ thành phần (ví dụ EMCS) bên hệ thống khác (ví dụ mơ tịa nhà), khơng có cấu điển hình để báo hiệu cách hiệu thành phần tham gia có nhiều thay đổi Kết thế, việc tập trung hệ thống riêng lẻ vào hệ thống riêng lẻ lớn thực 17 qua kỹ thuật phân phối OO (xem bên trên), hệ thống “lớn hơn” phụ thuộc vào cấu dẫn động trực quan lớn (ví dụ quản lý hệ thống) cho phối hợp đắn công việc Khả để tích hợp cách nhuần nhuyễn đối tượng bên hệ thống “lớn hơn” đưa tới hệ thống mà thành phần kết hợp với theo phương thức hiệu suất đồng hiệu chỉnh cơng việc Do thành phần tương ứng (EMCS, máy ghi liệu tự động, …) thiết kế chủ yếu hệ thống độc lập, chúng thường khơng có cấu đồng khóa đường điểu khiển riêng biệt Bởi vậy, xảy hệ thống dẫn tới việc có thành phần kiểm tra hiệu suất thiết bị làm mát, xem nhân tố tác động thời tiết ngắn hạn, thay đổi điểm đặt để điều khiển thiết bị làm mát, khơng có cách để đảm bảo thành phần có điều khiển riêng biệt tất thành phần hệ thống có liên quan Một lớp điều khiển thêm vào cấu trúc, kết nối tới tất thành phần xác nhận không chắn Chúng ta tin chi tiết vấn đề giải việc có hỗ trợ mạnh trường hợp đặc tả, trường hợp thông báo hệ thống thiết kế dựa điều Chúng ta hình dung liên kết khơng trường hợp nhận gửi thành phần độc lập Đối với thảo luận đầy đủ việc hỗ trợ dịch, xem phần thảo luận bên V.2 Tính khơng đồng ngữ nghĩa quản lí liệu V.2.1 Dịch vụ dẫn đặt tên Mô tả cấu hình điều khiển cách hiệu vấn đề hệ thống phân phối Các hệ thống phân phối xây dựng, phần, việc liên kết đối tượng phân phối với nhiều tảng Ngồi cấu cho việc mơ tả liên kết này, hệ thống kết thiếu linh hoạt phức tạp ẩn gần việc thực Các dịch vụ đặt tên cung cấp phương thức để ràng buộc tên người có ý nghĩa tới phiên đối tượng Các vấn đề đảm nhiệm giá trị lớn môi trường điều khiển thời gian thực nơi mà hệ thống phải thích ứng với thay thiết bị và/hoặc nâng cấp theo chu kỳ trực tiếp cấu hình lại hệ thống Dịch vụ dẫn đặt tên có khắp nơi ổn định cơng cụ thiết kế hệ thống thích ứng với thay đổi Các ví dụ bao gồm dịch vụ đặt tên CORBA dịch vụ dẫn LDAP 18 Chức dịch vụ chạy tốt trừ vấn đề bu lông đai ốc thuộc tính tên đối tượng cụ thể ban hành Một dịch vụ dẫn đặt tên phân phối hiệu bộc lộc, qua việc sử dụng nhiều cách nhìn phân cấp, đối tượng tập hợp theo chức năng, vị trí, hệ thống có chức điều khiển,… Trong trường hợp hệ thống điều khiển, điều bao gồm thông tin cảm biến thiết bị đo kiểm sử dụng đánh giá hệ thống đối tượng phát sinh, độ xác bí danh đối tượng phân biệt nội vùng vùng tên đối tượng giám sát, cung cấp cấu tự động cho việc định vị vật lý và/hoặc thành phần hệ thống điều khiển logic V.2.2 Các dịch vụ trung gian Trong tiêu chuẩn cố gắng đưa số hi vọng thời gian dài chốn chạy việc điều hòa hỗn tạp ngữ nghĩa thiết bị mạng khác điều khiển (HVAC mạng công suất điện), tồn nhiều hệ thống kế thừa khơng tương thích u cầu số phương tiện ánh xạ sơ đồ chung sơ đồ cục cung cấp Hiện tại, ví dụ, RBMO (và số hệ thống khác) điều thường hoàn thành phương thức “ad hoc” với bảng ánh xạ thủ công Nhiều phương tiện đề cập cách khác trung gian (các ánh xạ phần, liên kết chậm) sơ đồ công cụ tích hợp (các ánh xạ đầy đủ gần, liên kết sớm) Nhiều công cụ yêu cầu truy cập tới lý lịch liệu (ví dụ, DB lược đồ đối tượng) Các ví dụ cơng việc liên quan bao gồm kho giao diện đối tượng OMG, giao diện tiêu chuẩn MOF V.2.3 Sơ đồ động sơ đồ tĩnh Các thiết kế sở liệu truyền thống rõ sơ đồ chi tiết tĩnh cách đầy đủ Nhiều sơ đồ tĩnh tạo điều kiện thuận lợi cho việc thiết kế có hệ thống, tối ưu hóa yêu cầu đặt ra, … Tuy nhiên, nhiều ứng dụng điều khiển giám sát (truyền phần mềm bảo vệ, co giãn), mong muốn thay đổi sơ đồ (ví dụ, để phù hợp với loại thiết bị mới) mà không cấu trúc lại sở liệu biên tập lại mã code Nhiều ví dụ phương pháp tiếp cận bao gồm hệ thống biểu diễn kiến thức khung , giao diện dẫn động CORBA, với nguồn giao diện Bởi khả sơ đồ động chủ yếu giá trị với giao diện tĩnh, số nhóm xây dựng sơ đồ ghép – ví dụ bao gồm khả tương tác liên minh quốc tế (mơ hình liệu tòa nhà), mà cung cấp sơ đồ tĩnh (ví dụ, hình học) sơ đồ động (các khung) độ co giãn Có thể hình dung kỹ thuật biên soạn hoạt động phải cung cấp tính hợp lý 19