Сегодня мы сделаем обзор NetPing v4, нового сетевого контроллера на DIN-рейку — это устройство удаленного мониторинга датчиков, отправки уведомлений об их срабатывании, сбора информации и передачи ее по сети Ethernet, контроля и управления различным оборудованием.
Контроллер имеет развитую периферию (широкую возможность подключения различных устройств):
- 2 порта Ethernet;
- 1 универсальный порт RS-232/RS-485;
- 4 независимых входа 1-Wire;
- 16 дискретных входов;
- 4 дискретных выхода;
- 4 релейных выхода;
- 1 аналоговый выход;
- выходы 5 В и 12 В для питания устройств.
Это позволяет реализовывать на основе NetPing v4 различные системы мониторинга и управления.
Например:
- контролировать срабатывание до 16 дискретных датчиков, имеющих «сухой контакт» (сигнализатор угарного газа, датчики охранной или пожарной сигнализации, открытия дверей, движения, удара, протечки воды и т. д.);
- производить контроль и регулирование температуры и относительной влажности воздуха (микроклимата) в помещении, а также контроль температуры различных объектов (например, теплоносителя);
- управлять электропитанием различных устройств, например: роутеры, коммутаторы, ТЭН для отопления, греющий кабель теплого пола, парогенератор (увлажнитель воздуха), насос, световая или звуковая сигнализация (сирена), отсечной клапан, шлагбаум и т. д.
Характеристики оборудования
Основные технические характеристики контроллера NetPing v4 приведены в таблице 1.
Таблица 1. Основные технические характеристики NetPing v4
| № п/п | Наименование характеристики | Значение |
|
1 |
Номинальное напряжение входа электропитания постоянного тока, В | 12 |
| 2 | Ethernet | 2 шт. (10/100 Мбит/с неуправляемый L2-коммутатор) |
| 3 | RS-232/RS-485 | 1 шт. |
| 4 | 1-Wire | 4 шт. (независимый выходной каскад, по 50 м на разъем) |
| 5 | Встроенный HTTP сервер, TCP, ICMP, DNS, SNTP, SMTP, SNMP, Syslog | Да |
| 6 | Количество аналоговых выходов, шт. | 1 |
| 7 | Количество дискретных входов, шт. | 16 |
| 8 | Количество дискретных выходов, шт. | 4 |
| 9 | Количество дискретных релейных выходов, шт. | 4 |
| 10 | Эксплуатация при температуре окружающего воздуха, °С | от минус 30 до плюс 50 |
Из таблицы 1 видно, что контроллер NetPing v4 имеет достаточно широкий набор возможностей для подключения различных датчиков и исполнительных устройств, что позволяет использовать его для решения достаточно широкого круга задач мониторинга и автоматизации.
Отличия от UniPing v3
Контроллер NetPing v4 — это новый сетевой контроллер, который разработан для замены устройства UniPing v3. При этом при проектировании NetPing v4 был учтен опыт применения UniPing v3, что позволило внести необходимые улучшения, которые расширяют область его применения и делают его более удобным в работе.
Такими улучшениями являются:
- другой тип корпуса: теперь устройство можно легко установить на DIN-рейку;
- поддержка интерфейса 1-wire: появилась возможность подключения к контроллеру датчиков температуры и влажности 1-wire с длиной соединительных проводов до 50 метров на каждый канал (с возможностью увеличения на одном канале длины до 300 метров при помощи R912R1) вместо датчиков I²C, которые имели длину подключения не более 10 метров (на каждый датчик);
- удобные разъемы подключения внешних цепей: теперь вместо переходников и коммутационной платы NetPing Connection board v2, которые подключались к разъему DHS-44M, у контроллера имеются удобные винтовые клеммники;
- количество реле стало в 4 раза больше (так как, по сути, в UniPing v3 был один полноценный релейный выход);
наличие аналогового выхода; - возможность поддержания автономной работы устройства в случае пропадания основного электропитания с помощью модуля для аккумуляторов NetPing 85M2;
- более широкий рабочий температурный диапазон: от минус 30 до плюс 50 °С вместо 0…40 °С.
Как настраивается NetPing v4?
Контроллер NetPing v4 поддерживает следующие интерфейсы управления:
- HTTP (веб-интерфейс);
- HTTP API;
- SNMPv1.
Через веб-интерфейс в первую очередь необходимо настроить сетевые параметры, также можно задать имя и местонахождение устройства (рисунок 1).
Рисунок 1. Сетевые настройки NetPing v4
После этого эти настройки будут отображаться на главной странице веб-интерфейса (рисунок 2).
Рисунок 2. Главная страница веб-интерфейса NetPing v4
Нужно установить имя пользователя и пароль для доступа к устройству через веб-интерфейс, а также модификаторы на чтение (Community чтения) и запись (Community записи), которые необходимы для обеспечения доступа SNMP-агента на чтение или запись параметров устройства. Доверенные IP-адреса (фильтр доступа IP) (в данном случае был задан 192.168.88.200), которым разрешены контроль и управление по SNMP. IP-адреса рассылки трапов – IP-адреса станций управления, для которых предназначены трапы (рисунок 3).
Рисунок 3. Настройка параметров доступа и получения уведомлений
Если необходимо, можно задать IP-адрес SYSLOG-сервера (рисунок 4).
Рисунок 4. Настройка параметров SYSLOG-сервера
Устройство поддерживает два варианта установки времени: ручная установка через веб-интерфейс и синхронизация через интернет с заданным NTP-сервером. Так как у любого устройства, в том числе и у NetPing v4, внутренние часы постепенно уходят на некоторую величину, то лучшим вариантом будет настройка периодической синхронизации времени от NTP-сервера. При этом необходимо задать часовой пояс (в нашем случае это +5 часов от UTC), в котором находится NetPing v4, после этого нажать кнопку «Применить изменения». Всего можно задать до двух NTP-серверов. Если первый NTP-сервер недоступен, устройство попытается синхронизировать время с помощью второго (рисунок 5).
Рисунок 5. Настройка синхронизации времени
Для восстановления и быстрого размножения настроек между идентичными устройствами (с идентичной версией прошивки) можно сохранить файл настроек NetPing v4 с расширением .bin (рисунок 6).
Рисунок 6. Операции с файлом настроек NetPing v4
Контроллер NetPing v4 поддерживает отправку уведомлений на электронный почтовый ящик через удаленный SMTP-сервер.
При этом он может работать только с теми почтовыми серверами, которые поддерживают SMTP-протокол и методы аутентификации AUTH PLAIN и AUTH LOGIN, а также метод без аутентификации. При этом контроллер не может поддерживать SSL, TLS или другое шифрование.
На рисунке 7 приведен пример настройки почтовых уведомлений при использовании SMTP-сервера по умолчанию (собственный SMTP-сервер NetPing).
Рисунок 7. Настройка почтовых уведомлений от NetPing v4
Кроме этого, нужно настроить источники событий, это могут быть:
- датчики 1-wire (температуры и влажности);
- дискретные входы;
- дискретные выходы;
- релейные выходы.
При этом на каждый из источников можно указать, куда именно необходимо отсылать уведомления. Это могут быть:
- журнал событий;
- Syslog;
- Email;
- SNMP Trap.
Приведем для примера настройку уведомлений для датчика температуры (рисунок 8).
Рисунок 8. Настройка уведомлений от датчика температуры
Для управления NetPing v4 посредством HTTP API реализована возможность:
- получения информации о состоянии релейного выхода: /relay.cgi?rN, где N — это номер реле. При этом ответом будет: relay_result(‘ok’, X, Y), где X — это заданное состояние реле, а Y — текущее (временное) состояние. Причем Y может отличаться от X при использовании функции сброса;
- управления релейным выходом: /relay.cgi?rN=S, где S — это заданное состояние выхода “0” или “1”;
- переключения релейного выхода в инверсное состояние: /relay.cgi?rN=f, где f — это инверсное состояние;
- переключения релейного выхода в инверсное состояние на заданное время: /relay.cgi?rN=f,T, где T — это время инверсного состояния в секундах. Причем стоит отметить, что при задании неверного номера реле либо состояния, отличного от “0” или “1”, будет получено сообщение об ошибке: relay_result(‘error’);
- получения информации о состоянии одного дискретного входа или выхода: /io.cgi?ioN, где N от 1 до 16 — это номер дискретного входа, а от 17 до 20 — это номер дискретного выхода (17 — это выход 1, 18 — выход 2 и т. д.). Причем для дискретных входов можно будет получить информацию о количестве изменений их состояния, то есть, по сути, это счетчик импульсов (эту информацию также можно получить через SNMP, но нельзя получить через веб-интерфейс);
- получения информации о состоянии всех дискретных входов и выходов: /io.cgi?io. При этом ответом будет получено состояние в закодированном виде. Например, io_result(‘ok’, 589823), где число 589823 — это десятичное отображение состояний, которое нужно перевести в двоичный формат: 10001111111111111111, где справа налево — это состояния дискретных входов от 1 до 16, а дальше — дискретных выходов от 1 до 4, то есть дискретный выход 4 — это самый старший бит;
- управления дискретными выходами: /io.cgi?ioN=S, где N — это номер дискретного выхода (от 17 до 20), а S — это заданное состояние выхода “0” или “1”;
- переключение дискретного выхода в инверсное состояние на заданное время: /io.cgi?ioN=f,T, где T — это время инверсного состояния в секундах;
- получения информации о состоянии датчика температуры, подключенного к устройству: /thermo.cgi?tN, где N — это номер датчика (от 1 до 8). При этом будет получена информация не только об измеренной датчиком температуре, выходе за установленные нижний и верхний пределы, но и состояние его исправности;
- получение информации с комбинированного датчика температуры и влажности: /relhum.cgi?hN для канала измерения относительной влажности воздуха и /relhum.cgi?tN для канала измерения температуры. При этом цифровые коды получения информации аналогичны /thermo.cgi?tN.
NetPing v4 поддерживает протокол SNMPv1, что позволяет организовать удаленный контроль и управление функциями устройства с помощью любой системы мониторинга ИТ-инфраструктуры, использующей протокол SNMP версии 1. Такими системами являются Zabbix, PRTG Network Monitor, OpenNMS, Nagios, Cacti, The Dude, Monit и т. д.
Информация о переменных (их наименования, идентификаторы, тип данных и краткое описание) приведена в файле [Pub] DKSF 57.1.1.R MB.mib.
Кроме того, протокол SNMPv1 позволяет устройству автоматически отправлять аварийные и информационные трапы при возникновении событий. Список трапов и их коды также представлены в файле [Pub] DKSF 57.1.1.R MB.mib.
Пример чтения данных с датчиков от устройств NetPing по протоколу SNMP при помощи iReasoning MIB Browser приведен в статье.
Также стоит отметить, что дискретные и релейные выходы могут управляться посредством команд SNMP или HTTP API, через веб-интерфейс или посредством SMS-команд с помощью устройства NetPing SMS.
Кроме того, NetPing v4 можно интегрировать в систему умного дома Home Assistant, с помощью которого можно будет получать данные и организовать управление устройством через облако. Более подробно о такой возможности рассказано в статье.
Примеры применения NetPing v4
Мониторинг серверных
Самым частым применением контроллеров NetPing является мониторинг микроклимата и состояния серверной комнаты. При этом для решения данной задачи, как правило, используются датчики температуры, влажности, воздушного потока, наличия напряжения 220 В, открытия двери, протечки и наличия дыма. Также можно подключать датчики движения и удара (рисунок 9).
Рисунок 9. Подключение датчиков и исполнительных устройств к NetPing v4
Если необходима дополнительная визуализация, например построение графиков и отображения на карте местоположения хостов, можно воспользоваться системой мониторинга Icinga. Пример применения этой системы приведен в статье.
Можно рассмотреть пример мониторинга серверной комнаты на основе Zabbix.
Еще одной важной функцией контроллера NetPing v4, является функция сетевой диагностики. Данная функция очень полезна для перезагрузки зависшего сетевого оборудования, например роутеров. При этом эксплуатационному персоналу не требуется тратить время на его ручную перезагрузку или выезжать к этому оборудованию если оно находится удаленно.
NetPing v4 позволяет посредством отправки на указанный IP адрес ICMP запросов (с заданной периодичностью), при отсутствии ответа диагностировать возникшую неисправность контролируемого оборудования и, выждав заданное время ожидания ответа отправить соответствующие уведомления и отдать команду на перезагрузку. Настроить данную функцию можно на web-странице «Сторож» (рисунок 10).
Рисунок 10. Настройка функции сетевой диагностики
Применение в АСУ ТП
Кроме того, NetPing v4 можно использовать для автоматизации небольших промышленных (технологических систем), а также для управления электропитанием различных устройств.
Контроллеры NetPing v4 можно интегрировать в существующую или новую автоматизированную систему управления технологическими процессами (АСУ ТП) предприятия, посредством интеграции со SCADA по протоколу SNMP. При этом SCADA будет получать информацию с подключенных к NetPing v4 датчиков и управлять его дискретными выходами. Пример интеграции контроллера NetPing с MasterSCADA 4D от ООО «ИнСАТ» достаточно подробно описан в статье.
Интеграция IT-систем с охранными и пожарными сигнализациями
Для интеграции NetPing v4 с системами охранно-пожарной сигнализации используются дискретные входы, которые подключаются к релейным выходам устройств автоматики. Для примера возьмем охранно-пожарный прибор СИГНАЛ-20М, который может передавать в NetPing v4 следующие сигналы: «Пожар», «Неисправность», «Тревога», управления звуковыми и световыми оповещателями (рисунок 11).
Рисунок 11. Подключение охранно-пожарной сигнализации к NetPing v4
Термостат
Для поддержания постоянной температуры в помещении можно использовать переключение состояния выхода NetPing v4 при выходе температуры из заданного пользователем диапазона (функция термостат). Для этого необходимо подключить к контроллеру датчик температуры и электрический нагреватель с помощью управляемой розетки (рисунок 12) или силового реле на DIN-рейку.
Рисунок 12. Реализация с помощью NetPing v4 термостата
Для того чтобы термостат заработал, необходимо использовать страницу веб-интерфейса «ЛОГИКА», которая предназначена для несложной автоматизации и может выполнять такие задачи, как поддержание микроклимата, управление автоматическим включением/выключением резервного оборудования, задержка и последовательность включения оборудования, несложная логика повторов определенных действий, подсчета количества срабатывания датчиков и т. д.
Для примера допустим, что в помещении нужно обеспечить диапазон температур от 18 до 25 °C. Для этого нужно включать нагреватель при понижении температуры ниже 18 °C и выключать при повышении выше 25 °C (рисунок 13).
Рисунок 13. Задание логики работы термостата
При отказе датчика температуры можно реализовать аварийный режим работы термостата, при котором он будет работать по таймеру. С примером такой реализации можно ознакомиться в статье.
Удаленное управление шлагбаумом
Контроллер NetPing v4 можно использовать для управления шлагбаумами и воротами вместе с системой видеонаблюдения TRASSIR. Подробнее о примере такого применения можно прочитать в статье. При этом интеграция NetPing v4, по сути, будет аналогична применению устройства UniPing v3.
В заключение стоит отметить, что сетевой контроллер NetPing v4 может оказаться полезным не только для специалистов IT-сферы, но и для разработчиков систем управления различным оборудованием, энтузиастов и просто желающих автоматизировать процессы получения и передачи измерительной информации.