Использование инструментов Ардуино для оповещения военнослужащих по тревоге

В нашем мире большое влияние на людей оказывает технологический прогресс, который непосредственно проходит через жизнь каждого человека. Основная направленность технологий – улучшение качества жизни че- ловечества. Поэтому перед изобретателями стоит вопрос: «Как упростить человеку с помощью технологий его пребывание в этом мире?». Один из ответов – создание умного дома, которым можно управлять вне зависимости от того, находится ли в нём человек. Сегодня уже можно управлять температурой, электричеством, водой, электрическими приборами и т.п. на расстоянии.

Истоки открытия «умного дома» идут от А.С. Авдеева открывшего методы применения подобных умных устройств в домах и на работе(автоматическое окно, умная плита, датчик света, датчик движения) [1]. Основываясь на таких разработках умного дома, выдвигается предложение о разработке умной система в виде оповещения военнослужащих. Такая система оповещения является комплексом технических устройств, позволяющих по тревоге донести до личного состава информацию, ожидая при этом обратную связь от каждого военнослужащего.

Наша система базируется на платформе Arduino – это инструмент-проектировщик электронных устройств, взаимодействующих с окружающим миром. Данная платформа предназначена для «physicalcomputing» с открытым программным кодом. Она строится на печатной плате с современной средой программирования для написания ПО. Arduino применяется для создания электронных устройств с возможностью приема сигналов от датчиков температуры, давления, влажности, освещения, измерения расстояния, компаса, GPS и ГЛОНАС навигаторов, также имеется возможность управлять этой платформой через беспроводные сети и проводные, подключаемые к плате напрямую чер ез различные разъёмы. После подключения имеется возможностьосуществлять управление ЖК-дисплея, сервопривода, электродвигателя, шагового двигателя и т.д.[3].

Пользуясь данным изобретением, мы решаем одну из важнейших задач для военных – оперативное доведение информации. Достигаем мы такого результата следующим образом: с помощью электронного программного устройства Arduino была написана программа, позволяющая выполнить оповещение личного состава за короткие сроки без задержек и с малой вероятностью ошибки.

Для начала следует указать, что имеющегося количества памяти в самой плате очень мало при использовании базы данных, где находится информация о личном составе, поэтому вся информация будет находится на персональном компьютер, с которого в дальнейшем будет проще вносить изменения о военнослужащих, которым необходимо получить СМС-уведомление во время тревоги, ответить на СМС и прибыть в установленное время.

Платформа программируется посредством языка программирования С++ через собственную среду ArduinoIDE. С++ - компилируемый язык общего назначения, способный поддерживать разные способы программирования: процедурное программирование, ООП и обобщённое программирование. Также этот язык включает в себя богатую библиотеку алгоритмов, функции ввода-вывода и различных выражений и есть поддержка многопоточности.

Работа изобретения заключается в следующем: на компьютере в математическом процессоре Excel создана база данных о личном составе, в которой описаны следующие параметры: ФИО, должность, звание, номер телефона,место нахождения в случае тревоги, отметка о готовности (наряд, болен, отпуск, госпиталь) и т.п. по необходимости. В данной базе должен быть весь личный состав в строго определённой последовательности – по важности оповещения военнослужащих.

Для Ардуино написан код, который выполняет следующие действия: по необходимости вызова, оповещения нажимается кнопка на плате, в коде прописан построчный анализ подключенной к платформе через компьютер базы данных, из которой выбираются номера военнослужащих, не находящихся в наряде, отпуске, госпитале, после чего им приходит СМС-оповещение от платформы Arduino . В платформе мы задействуем keyestudiosim900 gsm модуль, через который отправляются все СМС военнослужащим через номера, которые набираются из базы данных компьютера. В коде прописана фраза отправки на каждый найденный номер сотового телефона, которая информирует об оповещении. Для удобства на компьютер выведена эта строка-оповещение, чтобы её можно было изменить при необходимости. Далее должна осуществиться обратная связь, отметка о ней ставится в базу данных в колонку напротив считанного номера, иначе сообщение переотправляется через 7 минут. Важно, чтобы каждый военнослужащий знал, какую именно фразу надо отправить в виде обратной связи, исключив любые лишние символы, которые будут не читабельны для программы, из-за чего будет повышено время доведения.

Сама платформа ArduinoMEGA будет находиться у суточного наряда в доступном для дежурного месте, чтобы в короткие сроки можно было воспользоваться устрой-ствомдля быстрого оповещения. Программный код представляет собой выполнение определённых действий в виде анализа после нажатия кнопки,считывания номера, отправки уведомления, ожидания обратной связи, отметки об успешном доведении.

Конечно, на данный момент системы оповещения в военных организациях уже имеются.Основная форма таких устройств –план оповещения и сбора личного состава, сирена в военных городках, оповещение в зданиях и соору-жениях[2]. В таких автоматизированных системах в основном задействованы довольно старые компьютеры на необ-новляющихся ПО, поэтому поломка компьютера, выход из стоя или долгий запуск самой системы часто встречается во время службы.

Разработка нового устройства и замены имеющегося ПК на Linux заключается в следующем:

• •    ПО давно не обновлялось, в связи с чем происходят частые выходы системы, долгие загрузки, а время для РВСН - первостепенный критерий в выполнении боевой задачи;

• •    Из-за редкости использования Linux нет специалистов, возможных разбираться с ошибками системы. Также нет специалистов, способных усовершенствовать имеющийся код на этой платформе для оповещения. Причина этому не только устаревшее ПО, но и нехватка памяти;

• •    Старые компьютеры не способны на многозадачность, что сказывается на времени и предполагает неожиданные ошибки и выходы из системы.

• •    Постоянная переустановка ПОLinux, т.к. появляются неисправности, не позволяющие дальше эксплуатировать устройство.

  
  
  

• •    Зависание системы, случайный выход из программы, эксплуатация не по назначению - человеческий фактор, способствующий выходу из строя целой системы. Чтобы устранить вышеперечисленные проблемы наиболее эффективно и менее затратно, было решено использовать для оповещения личного состава Arduino. Ведь это платформа не только позволяет устранить эти причины, но и позволяет вносить усовершенствования как в сам код, так и на плату, т.к. устройство нацелено на мультизадачность и многопоточность, о чем говорит его быстродействие. В этом и заключается превосходство нашего изобретения: при эксплуатировании данного программного обеспечения (Linux) решается проблема неожиданного сбоя системы, случайного выхода из компьютера, зависания и т.д., потому что в самом устройстве Arduino есть уже забитые номера командования, которые будут оповещены в случае возникновения экстренной ситуации с компьютером.

Важным аспектом является также то, что несколько платформ Arduino можно связать между собой, оставив один из них в виде сервера, а остальные - потребители. Это позволит увеличить скорость оповещения, сокращая само время, т.к. задачи будут разбиты вниз между подразделениями. Еще одна отличительная особенность – постоянное обновление модулей, решающих поступающие задачи всё быстрее и точнее.

В ВС необходим переход на новый технологический уровень, который позволит ускорить многие процессы, повысить точность и эффективность множества процессов. Такой скачок можно выполнить посредством роботостроения, нанотехнологий, программирования и т.д. Увеличение скорости, точности и дальности вместе с уменьшением дисперсии, времени и ошибки - основные задачи на данный момент. Arduino сможет полностью заменить уже имеющееся устройство оповещения, повысив скорость и вероятность доведения, заменив работу самого человека, добавив необходимые плюсы при эксплуатации.