Пензенские ученые разработали ПО для микроконтроллеров промышленного оборудования

Ученые Пензенского государственного университета создали программное обеспечение для встраиваемых микроконтроллерных систем, которое сохраняет работоспособность устройства даже при отказе отдельных датчиков. Разработка, основанная на принципах автоматного программирования, предназначена для повышения надежности систем сбора данных в станках с ЧПУ, робототехнике, беспилотных аппаратах, «умном доме» и интернете вещей. На решение получено государственное свидетельство, сообщили в пресс-службе ПГУ со ссылкой на газету «Поиск».

Новизна подхода – в разделении логики управления для каждого датчика на три независимых параллельных процесса. В отличие от традиционных схем, где один управляющий автомат при сбое любого элемента останавливает всю систему, пензенское ПО позволяет изолировать неисправный датчик: соответствующий автомат переходит в состояние ошибки и исключается из опроса, не затрачивая ресурсы микроконтроллера и не прерывая работу остальных каналов.

Разработчики – коллектив кафедры «Вычислительная техника» под руководством профессора Сергея Зинкина и доцента Надежды Карамышевой, а также студенты Илья Алексеев, Дамир Абсалямов и Федор Куриленко – создали рабочий прототип. Тестовое устройство с тремя датчиками (температуры/влажности, ультразвуковым дальномером и фоторезистором) подтвердило корректную работу при имитации отказа одного из сенсоров: остальные датчики продолжали опрос, данные выводились на дисплей, а светодиодная индикация сигнализировала о состоянии каждого канала.

Как пояснил студент Илья Алексеев, традиционные решения при поломке одного датчика продолжают его программный опрос, что создает избыточную нагрузку, провоцирует сбои и снижает производительность. Новый подход с четким разделением состояний (ожидание, чтение данных, обработка ошибки) предотвращает простои и экономит вычислительные ресурсы.

Сферы применения разработки – мониторинг окружающей среды, телекоммуникационное оборудование, промышленные контроллеры, оборонно-промышленный комплекс. Особую ценность решение представляет для распределенных систем, требующих мгновенной реакции на события и минимизации простоев. Ученые отмечают, что подход создает базу для масштабируемых и легко модифицируемых решений в сфере «умных» зданий и промышленного интернета вещей.