لماذا يواجه مشروع المحرك المؤازر الخاص بك دائمًا مشاكل في "اللحظة"؟

تخيل هذا: لقد أمضيت أسابيع في تجميع جزء واحد من ذراع آلية. يتم تشغيل الطاقة وتضغط على زر البدء - ونتيجة لذلك، إما أن يستجيب المؤازرة بشكل أبطأ بمقدار نصف نبضة أو لا يتحرك على الإطلاق. ومما زاد الطين بلة، يبدو أن نظام التحكم بأكمله مملوك لروح شريرة، ويفقد الإشارات من وقت لآخر. لقد قمت بفحص الأسطر والكود، ووجدت أن المشكلة لم تكن في الأجهزة على الإطلاق، ولكن في "تضارب" الخدمات الموجودة في الخلفية مع بعضها البعض.

هل يبدو هذا مألوفا؟

واجه العديد من الأشخاص الذين يعملون في مشاريع ميكانيكية أو أتمتة مشكلات مماثلة. تم تحديد الأجهزة بوضوح، لكن النظام غير مستقر. غالبًا ما تكون المشكلة مخفية في أماكن غير مرئية: إذا لم تكن الخدمات الخلفية المسؤولة عن معالجة البيانات والتحكم في الحركة وتنسيق الاتصالات مصممة لتكون قوية بما فيه الكفاية، بغض النظر عن مدى جودة المحرك، فلن يتمكن من أداء وظيفته.

كيفية إنشاء خلف الكواليس "خالية من المشاجرات"؟

في الماضي، اعتاد الناس على حشر جميع الوظائف في برنامج واحد ضخم. إنه مثل وضع كل بيضك في سلة واحدة كبيرة، قم بهز السلة وسوف يتحطم كل البيض. الفكرة الأكثر شيوعًا الآن هي "الخدمات الصغيرة": تقسيم الوظائف المختلفة إلى وحدات صغيرة مستقلة، وتركز كل وحدة فقط على القيام بشيء واحد. على سبيل المثال، تقوم إحدى الخدمات بقراءة بيانات المستشعر فقط، وأخرى مسؤولة عن حساب مسارات الحركة، والثالثة مسؤولة عن إرسال التعليمات إلى محرك سيرفو. يتواصلون مع بعضهم البعض من خلال واجهة واضحة، فلا أحد يعيق الآخر.

فائدة القيام بذلك؟ مرن. إذا كنت ترغب في ترقية وظيفة معينة، مثل جعل حركة المؤازرة أكثر سلاسة، فأنت بحاجة فقط إلى تغيير الخدمة الصغيرة المقابلة، دون الحاجة إلى إعادة كتابة النظام بأكمله. إذا كانت هناك مشكلة في خدمة معينة، فلن يتم إغلاق خط الإنتاج بأكمله.

ولكن هنا يأتي السؤال: كيف يمكننا أن نجعلهم يتعاونون بكفاءة مع العديد من الخدمات الصغيرة؟ كيف تتأكد من عدم فقدان أي بيانات عند التواصل؟ هناك أيضًا عمليات النشر والاختبار والمراقبة... إنه أمر مرهق بمجرد التفكير في الأمر.

ربما ما تحتاجه هو مجموعة من الأدوات التي "تفهم لغة الآلة"

إن اختيار الأداة يشبه اختيار جزء ما - إذا لم يكن مناسبًا، فلن يكون مناسبًا. في تطوير الخدمات الصغيرة، يعد الإطار والبيئة أمرًا مهمًا للغاية. بعض الأطر مناسبة أكثر لتطبيقات الويب، ولكنها صعبة بعض الشيء عندما يتعلق الأمر بمتطلبات التحكم في الوقت الفعلي؛ بعضها ليس ودودًا جدًا فيما يتعلق باتصالات الأجهزة.

kpowerبعد التعرف على عدد كبير من مشاريع المحركات المؤازرة والأذرع الآلية، وجدت أن ما تفتقر إليه العديد من الفرق ليس الأفكار، بل القاعدة التقنية التي يمكنها دعم إبداعهم بقوة. لذلك قمنا بتجميع خبرتنا وتطوير مجموعة من أفكار تصميم الخدمات الصغيرة والأنماط العملية حول .NET Core.

وهذا ليس سحرًا، ولكنه ترجمة للمتطلبات الشائعة في مجال التحكم الميكانيكي - مثل الأداء في الوقت الفعلي، والتوقيت عالي الدقة، وتوافق الأجهزة - إلى مبادئ التصميم على مستوى البرامج. على سبيل المثال، التحكم في محرك سيرفو يتطلب وصول التعليمات في الوقت المحدد. إذا كان هناك الكثير من التأخير، سيتم تقليل التأثير إلى حد كبير. وفقًا لتصميم الخدمة الصغيرة، من الضروري مراعاة أولوية قائمة انتظار الرسائل، وإعداد مهلة المكالمات بين الخدمات، وحتى اختيار بروتوكولات الشبكة.

بعض المشاكل التي قد تنشأ في الممارسة العملية

س: هل سيكون تقسيمها إلى خدمات صغيرة أكثر تعقيدًا؟ كان عليّ في الأصل أن أدير برنامجًا واحدًا فقط، لكن الآن يجب أن أدير أكثر من عشرة برامج. وفي الواقع، مع المزيد من الخدمات، سوف تصبح تحديات النشر والمراقبة أكبر. لكن الميزة هي أن كل خدمة تصبح أصغر حجمًا وأسهل في الفهم والاختبار والاستبدال. يمكنك استخدام تقنية الحاوية لحزم كل خدمة واستخدام أدوات التنسيق لإدارتها بشكل موحد. قد يستغرق الأمر بعض الوقت للتعود عليه في البداية، ولكن على المدى الطويل، يصبح النظام أكثر قابلية للتحكم.

سؤال: هل بنية الخدمات الصغيرة موثوقة للتحكم في البيانات في الوقت الفعلي؟ المفتاح هو التصميم. بالنسبة للأجزاء ذات متطلبات الوقت الفعلي العالية للغاية (مثل الحلقة المغلقة للمحرك في الوقت الفعلي)، يمكن وضعها في نفس الخدمة لتجنب تأخير الشبكة. بالنسبة للروابط الأبطأ قليلاً (مثل تخطيط المسار ومراقبة الحالة)، يتم تقسيمها إلى خدمات مستقلة ويتم توصيلها من خلال آلية رسائل فعالة. معالجة الطبقات للسرعة والمرونة.

س: كيف نضمن عدم العبث بالبيانات عند نقلها بين الخدمات المختلفة؟ عقود محددة بوضوح. ويجب الاتفاق مسبقًا على الواجهة التي توفرها كل خدمة للعالم الخارجي، وتنسيق البيانات التي تقبلها، وكيفية الاستجابة عند حدوث خطأ. إن إضافة آليات التحقق وإعادة المحاولة المناسبة تشبه إضافة المخازن المؤقتة والصمامات إلى خط الأنابيب. بغض النظر عن مدى ارتفاع معدل التدفق، فلن يتم التغلب عليه بسهولة.

من الأجزاء إلى الكل، خطوة بخطوة

إذا كنت تفكر في إنشاء خدمات صغيرة باستخدام .NET Core، فابدأ صغيرًا. لا تحاول تمزيق كل شيء في اليوم الأول. على سبيل المثال، قم أولاً بفصل وحدة إرسال تعليمات التحكم اليدوي إلى خدمة، والسماح لها بالتواصل مع البرنامج الرئيسي من خلال واجهة برمجة التطبيقات (API). التعرف على كيفية رسم حدود تقسيم الخدمة وكيفية تصميم الاتصالات. ثم قم بتحريك الوظائف ببطء مثل التحكم في الحركة ومراقبة حالة المعدات.

في هذه العملية، قد تجد أن بعض الخدمات تهدف إلى البقاء معًا؛ يشعر البعض بالاسترخاء بعد تركهم بمفردهم. لا توجد إجابة موحدة، فالأمر يشبه تجميع الآلات - في بعض الأحيان يحتاج إلى تشديد، وأحيانًا يحتاج إلى ترك بعض الخلوص.

kpowerعندما كنت أخدم العديد من المشاريع الميكانيكية، وجدت أن أفضل التصاميم غالبًا ما تنشأ من مشاكل فعلية بدلاً من نسخها من الكتب المدرسية. لذلك، بدلاً من اتباع بنية مثالية من الناحية النظرية، من الأفضل السماح للنظام بالعمل أولاً، ثم مراقبة الروابط المعرضة للتوقف والخدمات التي غالبًا ما تكون "مريضة" أثناء التشغيل، ثم إجراء التعديلات المستهدفة.

دعونا نتحدث عن بعض الأشياء الحقيقية. الخدمات الصغيرة ليست حلاً سحرياً. إنهم يحلون بعض المشاكل القديمة ويجلبون بعض التحديات الجديدة. ولكن بالنسبة لأنظمة التحكم الميكانيكية التي تتطلب تكرارات متكررة، وواجهات أجهزة معقدة، وتشغيل طويل الأمد، فإنها غالبًا ما توفر قدرًا أكبر من المرونة وسهولة الصيانة. تمامًا كما يجب ألا يكون جهاز التوجيه الجيد قويًا فحسب، بل يجب أيضًا أن يستجيب بدقة ويتحمل الحركات المتكررة - وينطبق الشيء نفسه على بنية البرامج الجيدة، التي يجب أن تجد توازنًا بين الاستقرار والمرونة.

إذا كان المشروع المطروح يواجه صعوبات في التوسع والصيانة، فقد ترغب في التفكير فيما إذا كان الوقت قد حان لإعادة ترتيب مقاعد الخدمات المخفية خلف الكواليس.

أنشئت في عام 2005،kpowerتم تخصيصها لمصنع محترف لوحدة الحركة المدمجة، ومقرها الرئيسي في دونغقوان، مقاطعة قوانغدونغ، الصين. من خلال الاستفادة من الابتكارات في تكنولوجيا القيادة المعيارية، تدمج Kpower المحركات عالية الأداء ومخفضات الدقة وأنظمة التحكم متعددة البروتوكولات لتوفير حلول نظام القيادة الذكية الفعالة والمخصصة. قدمت Kpower حلول أنظمة القيادة الاحترافية لأكثر من 500 عميل من المؤسسات على مستوى العالم مع منتجات تغطي مجالات مختلفة مثل أنظمة المنزل الذكي، والإلكترونيات الأوتوماتيكية، والروبوتات، والزراعة الدقيقة، والطائرات بدون طيار، والأتمتة الصناعية.