Надежность электронных систем Умного Дома

[Andrey_B]

Вопрос Максима (melnikov.maksim@...) в комментариях сайта
===
А не думали о том, чтобы каким-либо образом организовать резервный компьютер, который брал на себя работу при зависании основного? Не знаю, однако, как именно это сделать в домашних условиях.
===

Конечно, думал и думаю. Тут есть несколько мыслей
1. Зеркалирование. С точки зрения БД, файловой системы все отлично. Ethernet - ОК. А вот как быть с 1-wire, прочими модулями физически подключенными к одному из компьютеров... Механическое переключение. Возможно... Я уже в каком-то форуме рассуждал на эту тему
2. На мой взгляд система должна строиться таким образом, чтобы выход из строя сервера на 2-3-6-12 часов не приводил к катастрофическим последствиям. Критически важные системы должны иметь возможность ручного управления.
3. Я сейчас пишу прошивку для модуля, который будет сам исполнять сценарий по умолчанию при выходе из строя сервера. Такие модули планирую применять в будущем во всех системах дома.
4. Любой резервный компьютер потребляет электрический ток. Как минимум 80Вт. А это 57кВт*ч/месяц, а это 100 руб. Не знаю, готов ли я пойти на это Ведь даже если вырубить полностью электричество в доме, это НЕ ДОЛЖНО быть трагедией, даже зимой, по крайней мере на 6-12 часов. Если же без электричества и систем Умного Дома нельзя обойтись 6-12 часов, значит что-то не так в консерватории
5. Зависания сервера можно лечить с помощью таких штук как watch-dog, хотя зависание само по себе ненормальное явление.

Прошу высказать свои мысли на эту тему, так как на самом деле проблема надежности электроники в данном случае актуальна.
Я же хочу еще обратить внимание на то, что не так страшен выход из строя сервера... Нужно обеспечить безопасность. Заземление, УЗО, автоматические выключатели, пожарная сигнализация, защита от протечек, умный алгоритм анализа потока данных с датчиков и выявления резких колебаний в их показаниях. Вот, но что, как мне кажется, имеет смысл обратить большее внимание. В моей системе большое количество датчиков, цифр... Беглым взглядом даже я не смогу выявить явную проблему в работе какой-то системы. А ведь, скажем, непривычное отклонение температуры в серверной может дорого стоить в конечном итоге.

Дополнения, возражения, мнения, критика приветствуется.

[tester]

Если вопрос именно о зависании, то это не большая проблема. Watch-dog для Линукс (я кстати на него только что перевел свои наработки по умному дому), Windows в нашем вопросе - это большой вопрос, но и под него можно найти решение, возможно связанное с опросом извне по тому же Ethernet (может ли 1-wire master опросить другого мастера?) и если необходимо, то пробуждение (wake-on-lan) другого компьютера (т.е. можно его оставить в спящем-ждущем режиме, все таки резерв тоже должен отдыхать, а то может и не запуститься ), это можно спокойно это реализовать на базе роутера с Linux прошивкой.

В плане подключения физических устройств, у меня опыта не много, но было бы видимо наиболее правильно собирать данные через очень надежный хаб, типа промышленного контроллера, который не делает ничего кроме обмена данными с устройствами, частичного буферизирования, и передачи данных на зеркала и управляющие модули. Но нас самом деле это только усложняет систему и я согласен с Андреем, что умный дом и его обитатели обязаны продолжать жить даже если произошло серьезное ЧП, с отключением эл-ва и т.д... В этом плане я реализовываю очень простую схему: в случае отключение электричества (особенно зимой) -> переход на энергосберегающий режим: питание от ИБП только котла (для поддержания тепла) -> при длительном отсутствии перевод в спящий режим управляющего компьютера -> и конечно расчет на то, что будет запущен генератор. В итоге имею >24часов без проблем.

[Andrey_B]

Насчет Wake-On-Lan мысль интересная. Сначала кажется, что резервный компьютер должен иметь полную копию данных с основного, но в этом на самом деле нет необходимости. При старте резервный компьютер должен будет опросить все устройства, чтобы выяснить их состояния. А что касается архива данных, истории значений, то и тут достаточно с помощью Wake-On-Lan (с основного) разбудить резервный (скажем, раз в неделю), передать ему копию данных (это вряд ли займет более 30 минут) и затем снова отправить его в спячку. Это сэкономит электроэнергию и позволит защитить себя от сбоя основного сервера. Остается только вопрос, каким образом переключать шины (ту же 1-wire) с основного на резервный. Видеонаблюдение то можно разделять. Резервный 1-wire мастер тоже, думаю, можно подключать параллельно основному, но запускать ПО для работы с сетью только в случае проблем с основным, чтобы не было коллизий. А вот Ethernet-устройствами ничего не надо!

[salt]

Насчёт зависания, действительно вопрос решаемый с помощью watchdog http://kubuntu.ru/node/4611. Согласен с коллегами, что вообще виснуть системы не должны, если виснет, смотрим логи, тестируем железо и т.п. Правда Win$ умудряется виснуть и с исправным железом, именно этот факт побудил меня перейти на GNU/Linux. Интересны, на мой взгляд, мысли насчет резервного компьютера, но остаётся очень много вопросов...

[tester]

Win$ умудряется виснуть и с исправным железом

только это не баг! это фичааа... ))

Добро пожаловать на форум!)

[THK]

только это не баг! это фичааа... ))

Пять баллов!
Кстати, собрал себе вот такую конструкцию:
http://www.slovensk.su/forum/viewtopic. ... d72#p10501
правда функции WD пока не использую. Контролирую и поддерживаю исключительно температуру HDD и по температуре CPU управляю вентиляцией корпуса.

[flighttothemoon]

только это не баг! это фичааа... ))

Пять баллов!
Кстати, собрал себе вот такую конструкцию:
http://www.slovensk.su/forum/viewtopic. ... d72#p10501
правда функции WD пока не использую. Контролирую и поддерживаю исключительно температуру HDD и по температуре CPU управляю вентиляцией корпуса.

Здесь фото разместите. Чтобы на сторонем сайте не регистироваться

[THK]

Здесь фото разместите. Чтобы на сторонем сайте не регистироваться

IMG_2876_.JPG (51.63 КБ) 22137 просмотров

IMG_2873_.JPG (50.99 КБ) 22137 просмотров

IMG_2910_.JPG (101.43 КБ) 22137 просмотров

[flighttothemoon]

"На мой взгляд система должна строиться таким образом, чтобы выход из строя сервера на 2-3-6-12 часов не приводил к катастрофическим последствиям. Критически важные системы должны иметь возможность ручного управления."

Допустим, никого нет дома несколько дней. А компьютер перед тем, как зависнуть/выключиться, подал воду, газ, включил свет или что-то другое. Что тогда? Никого, кто бы мог все это хозяйство в ручную отключить, дома нет.

[Andrey_B]

Допустим, никого нет дома несколько дней. А компьютер перед тем, как зависнуть/выключиться, подал воду, газ, включил свет или что-то другое. Что тогда? Никого, кто бы мог все это хозяйство в ручную отключить, дома нет.

Современный дом - это совокупность активных и пассивных систем жизнеобеспечения (в том числе безопасности).
1. Что значит подал газ? Никакие "внешние" элементы в проект разводки горгаз включить не разрешит. Кроме того, в соответствии с современными требованиями в обязательном порядке устанавливается газовый клапан/отсекатель и ставится датчик утечки газа. Питание датчика должно резервироваться. В современных приборах, например, котлах есть все средства для предотвращения утечки газа.
2. Что значит подал воду? Куда подал воду? Если исправна вся сантехническая арматура ничего не случится. Миллионы домов по всему миру всегда находятся под давлением без всякой автоматики. Кроме того, необходимо предусматривать датчик протечки, который снабжен логикой, обсуждаемой в теме про МК + Ethernet (управляется как с сервера, так и работает без сервера) закроет подачу воды в случае протечки.
3. Включил свет. И что мы теряем? Пару кВт*ч? На электрике должны быть установлены автоматические выключатели (тепловые расцепители), УЗО, быть предусмотрено заземление. В доме должна быть установлена пожарная сигнализация, работающая по тоже самой логике (тема МК + Ethernet). Есть сервер - спрашиваем его ответа. Нет, срабатывает сценарий по умолчанию. На всех датчиках и системах безопасности должно предусматривать аварийное питание на аккумуляторах.

Иными словами. Автоматика, отвечающая за безопасность, должна иметь сценарий по умолчанию в случае выхода ПК из строя. Не вижу никакого противоречия или проблемы в этом.
Для людей особенно обеспокоенных можно применять дублирование сервера. Интересные и экономичные варианты здесь обсуждались.

[flighttothemoon]

И еще такой вопрос - как с пожарной безопасностью самого сервера? Не опасаетесь оставлять его на долго без присмотра?

[Andrey_B]

И еще такой вопрос - как с пожарной безопасностью самого сервера? Не опасаетесь оставлять его на долго без присмотра?

Любой электроприбор создает дополнительный риск. Мы уже говорили о электрической и пожарной безопасности. Это активные и пассивные средства технического контроля и защиты. Но есть и другие мысли. Используйте для сервера КАЧЕСТВЕННЫЕ блоки питания со всеми стандартными защитными механизмами (предохранитель, тепловая защита). Ведь не секрет, что основная угроза исходит от БП. Проверяйте раз в 6-12 месяцев внутренности компьютера и БП (удаляйте пыль). Размещайте оборудование в специализированных шкафах и стойках (металлических). Отделка серверной должна быть выполнена из негорючих, слабогорючих, самозатухающихся материалов: кафельная плитка, гипсокартон.
На практике лично не сталкивался и не слышал о возгораниях серверных. Зато слышал про окурки, нагревательные приборы, чайники и т.д.
В свою серверную захожу очень редко. Компьютеры работают уже более 3-х лет. Оставлял без присмотра более чем на две недели.
ГОРАЗДО большие опасения вызывают некоторые сантехнические и отопительные системы - вода. Да и лично уже сталкивался с развалившимися кранами, футорками и т.д.

[Ser41]

К вопросу о надежности. Надо сделать обзор опыта использования в промышленности. Использование встроенных систем как например, http://www.micromax.ru/catalog/specific ... /3:1-1:146

Встроенная система – это небольшой специализированный компьютер, который интегрирован в то устройство которым она управляет.

[Andrey_B]

Ser41, не совсем понятно что вы хотели сказать этим сообщением.

В системах "Умный Дом" высокопроизводительные компьютеры (неважно специализированные или со свалки) нужны, как правило, для организации сервера или элемента с расширенным функционалом. Встраивать специализированные компьютеры на базе Intel Atom в торшеры или пылесосы абсурдно. Выполнять команды и некоторый функционал способны и микроконтроллеры (Atmega, PIC).
А раз компьютер нужен в роли сервера, то миниатюрность и специализированность устройства не является преимуществом, а скорее наоборот. Поясню. При выходе из строя вот такого компьютера мы фактически остаемся у разбитого корыта. Память, процессор зачастую распаяны. Нужно менять весь компьютер целиком. Но в ближайшем ларьке такое не продают. При выходе из строя обыкновенной железки вопрос решается обычно за 30-35 минут. Далее. Наиболее слабое место современных компьютеров, работающих 24/7 - блок питания. Блок питания нужен как обычному компьютеру, так и специализированному. Может лучше акцентировать свое внимание на выбор высоконадежного БП? Следующий момент - апгрейд. Сегодня в моей базе данных около полумиллиона записей, а завтра будет два миллиона. Сегодня две камеры, а завтра четыре. Апгрейд системы, построенной на обычных компонентах очень прост и не затратен (я просто куплю себе на десктоп core i5, а старый core 2 duo пойдет на сервер), тогда как специализированные компьютеры предполагают расчет нагрузки и не предполагают ее рост со временем.

Когда мы проектируем систему на продажу, зная требования к системе и те функции, которые она будет выполнять, использование специализированных компьютеров актуально и оправдано.
Когда мы находимся в перманентном режиме исследования и разработки, где все может поменяться за короткий отрезок времени, использование элементарных доступных кубиков, как в конструкторе, позволяет значительно легче обеспечить постоянное движение в мейнстриме технологий.

Промышленные компьютеры - отличная вещь для тех, кто ценит максимальную надежность, только говорилось на этом сайте об этом достаточно много. Предложите что-то новое.

[Ser41]

Ser41, не совсем понятно что вы хотели сказать этим сообщением.

В системах "Умный Дом" высокопроизводительные компьютеры (неважно специализированные или со свалки) нужны, как правило, для организации сервера или элемента с расширенным функционалом. ...

Я вообще собираю систему без жестких дисков. Из 15 летнего опыта: "похоронил" 10 дисководов и информацию. Потеря времени!
Платы (они недорогие цены сопоставимы иногда с ценами оборудования о которых вы пишите.) Да и при эксплуатации намного надежнее. Портов достаточно. Не то, что 2-3 в обычных.
Зависания и прочие сбои происходят из-за дисков. Особенно, когда они работают круглосуточно. Они критичны к температуре. Вентиляторы тоже недолговечны. Дополнитеьные шумы! Они раздражают при длительной работе.

Почему и приходится все копировать многократно.
Платы собранные производителями о которых я пишу. Они покрыты защитным покрытием. Которое предохраняет от воздействия внешней среды. Собирают автоматы. Моп структура!!!
Собрать в домашних условия такую плату невозможно. Собирать можно менее ответственные устройства. Да и после пайки надо хорошо промывать спиртом (смывать флюс хорошо) иначе через время всё по отстанет. Бон Бруевич сказал радиотехника это теория контактов. Или что-то в этом роде.

[Andrey_B]

Нисколько не возражаю против вашего подхода. Я лишь подчеркнул, что у него есть свои недостатки.
Как здесь уже говорилось, использование SSD-накопителей вместо HDD значительно увеличивает производительность и надежность системы, однако и SSD не решают проблему полностью, так как любая память может выйти из строя. Человечество уже давно придумало RAID, который даже в случае использования HDD может резко уменьшить риск потери данных.
Изготавливать серверные платы своими руками я не призывал.

Да, я за свою жизнь похоронил не один десяток жестких дисков, штук 30 блоков питания, пару десятков материнских плат, дюжину видеокарт, несколько процессоров и три кошки. И что же теперь, заводить черепаху? Говорят, они дольше живут. Но морда у них страшная.
Оффтопик: Кстати, о черепахах. Я тут пробовал фотоаппарат Canon PowerShot D10. Вот что получилось.
http://ab-travel.ru/world/turkey/side-c ... gun-select

[Ser41]

Нисколько не возражаю против вашего подхода. Я лишь подчеркнул, что у него есть свои недостатки.
Как здесь уже говорилось, использование SSD-накопителей вместо HDD значительно увеличивает производительность и надежность системы, однако и SSD не решают проблему полностью, так как любая память может выйти из строя. Человечество уже давно придумало RAID, который даже в случае использования HDD может резко уменьшить риск потери данных.

Согласен. Для этого можно использовать http://www.ozon.ru/?context=search&text ... Storcenter

В сети в магазина DNS смотрел телефон HIGSCREEN COSMO на две симки ос андроид 2.2 был удивлен тем, что у него ещё и фронтальная камера. Но в техпаспорте и на сайте производителя ничего об этом не сказано! Ещё и флэшка 2 ГБ в придачу. цена 6500 р. Работает шустро. Экран послушный. Со звуком не очень. Аппарат хороший.