معرفی سختافزار و معماری شبکه
یک سیستم یکپارچه سایبر-فیزیکی
این پروژه فراتر از یک ماکت ساده، تفرم پیشرفتهی سختافزاری-نرمافزاری است که امکان کنترل وضعیت نوری $31$ استان ایران را به صورت کاملاً مستقل و برخط (Real-time) فراهم میکند. معماری این سیستم به گونهای طراحی شده که لایههای فیزیکی (سنسورها و عملگرها) در تعامل مستقیم و بیدرنگ با لایههای ابری (Cloud) قرار گیرند.
- هسته پردازشی قدرتمند با معماری Non-blocking
- ارتباط پایدار و امن از طریق پروتکل RESTful API
- مدیریت بهینه توان مصرفی با درایورهای جریان بالا
مغز متفکر: $ESP8266$
پردازشگر اصلی سیستم، میکروکنترلر مجهز به وایفای $ESP8266$ است. استفاده از معماری Non-blocking در فریمور باعث میشود سیستم همزمان با دریافت داده از اینترنت، عملیات اسکن رجیسترها را بدون کوچکترین تاخیر (Delay) یا اختلال انجام دهد.
توسعه پورتها: $74HC595$
برای کنترل $31$ خروجی مستقل تنها با استفاده از $3$ پینِ میکروکنترلر، از زنجیرهای (Daisy-chain) از شیفترجیسترهای $74HC595$ استفاده شده است. این نوآوری باعث بهینهسازی شدید در ابعاد مدار چاپی و کاهش هزینههای سختافزاری گردید.
درایور قدرت: $ULN2803$
با توجه به جریانکشی بالای المانهای نوری در استانهای مختلف ماکت، از آرایههای دارلینگتون $ULN2803$ بهره گرفتیم. این آیسیها به عنوان لایه ایزولاسیون و سوئیچینگ جریان بالا عمل کرده و پایداری سیستم را در برابر نوسانات تضمین میکنند.
بکاند و دیتابیس توزیعشده
ارتباط بین کاربر و ماکت از طریق یک واسط ابری مبتنی بر $PHP$ و دیتابیس $MySQL$ برقرار میشود. دادهها به شکل بستههای سبک $JSON$ رد و بدل میشوند که سرعت واکنش (Response Time) ماکت را به کسری از ثانیه میرساند.
