Ребята, приветствуем вас в официальном аккаунте компании Rubetek, занимающейся разработкой и производством IoT-устройств.

Очень часто наши специалисты слышат комментарии о природе происхождения устройств, а именно о том, что они берут гаджеты из Поднебесной и переклеивают логотип. В связи с этим мы посчитали необходимым рассказать о том, какой длинный путь мы прошли на примере истории разработки и производства одного из наших устройств.

Почему решили создать такую компанию?

Идея лежала на поверхности. Если мы рассмотрим, например, автомобиль, то увидим, что уже давно появились бесключевой доступ, «адаптивный свет» и многое другое. Все эти устройства работают согласованно и обеспечивают максимальный комфорт для водителя и пассажиров. Например, когда автомобиль ставится охрану, все приборы выключаются автоматически. Чего не скажешь о «теплом поле» или кондиционере, которые продолжают работать в доме, несмотря на то, что человек ушел. Поэтому мы подумали, почему бы не попробовать сделать жилое пространство каждого человека комфортнее и удобнее?

С чего мы начали?

Наша деятельность началась с инсталляционного направления. Первое время мы оказывали услуги по установке оборудования сторонних производителей; реализовывали проекты «под ключ». В то время были популярны решения на базе проводных технологий, таких как KNX или ModBus.

С чем мы столкнулись?

На этапе инсталляции стали очевидны основные проблемы, с которыми сталкивается пользователь:

• Сложность установки. Обычному пользователю самостоятельно установить оборудование было невозможно. Для того, чтобы произвести качественный монтаж требовалась определенная квалификация. Некоторые компании даже организовывали специальные курсы по обучению. Это прямиком влияло на стоимость продукта.
• Установка проводных устройств возможна только на этапе строительства или ремонта. Это значительно сужало область применения такого оборудования.
• Системы были крайне ограничены в своем функционале. Для того, чтобы удовлетворить запросы всех клиентов, нам часто приходилось самим придумывать инженерные решения, дорабатывать функционал, дописывать приложения, создавать дополнительные модули.

Вот тогда и пришло осознание того, что «создавать костыли» для чужих устройств ? неэффективное дело. Поэтому, накопив некоторый опыт и знания, мы решили создать свой собственный продукт.

На момент нашего старта все системы домашней автоматизации строились на базе контроллера — ядра, реализующего основной функционал. Поэтому мы решили полностью сосредоточиться на разработке контроллера, а дополнительные устройства — (реле, датчики и прочее) использовать сторонних производителей и заменять их постепенно собственными решениями, по мере необходимости. Разработать и произвести их все — сложно, тем более что ассортимент устройств – громаден (замки, выключатели, датчики, краны и т.д.). А, контроллер – это сердце и мозг нашего решения.

Контроллер мы решили назвать Центром управления. Коротко перечислю основные этапы разработки и создания Центра:

• Изучение подобных контроллеров (из чего состоит, как собран);
• Сбор прототипа на основе одноплатного компьютера;
• Разработка софта;
• Создание собственной платы (это значительно удешевило продукт и сделало его конкурентоспособным);
• Разработка и производство корпуса.

Разработки софта — это очень большая тема, поэтому мы напишем об этом подробно в отдельном материале. А в этой статье — расскажем, какой путь пришлось пройти при разработке аппаратной части Центра управления.

Разработка аппаратной составляющей

Для начала мы решили протестировать самые популярные на тот момент решения на основе одноплатных компьютеров. У наших разработчиков было в распоряжении всё, что нужно: опыт работы с архитектурой ARM, MIPS, x86, встраиваемыми (embedded) системами и тестовое оборудование.

За отправную точку мы взяли Cubieboard. Это одноплатный компьютер на Allwinner. Мы закупили несколько плат и начали кастомизировать программную составляющую для того, чтобы получить окружение для компонентов, полностью нами разработанных.





Достаточно скоро мы пришли к выводу, что однопроцессорные системы, особенно на базе Allwinner, очень слабые. Эти платы не отличались хорошей стабильностью, а также у них сильно проседала работа с памятью. А мы планировали в перспективе сделать интеграцию с системами видеонаблюдения.

Вскоре разработчик Cubieboard Том Куби (Tom Cubie) сделал новый микрокомпьютер (Radxa) на другом процессоре (Rockchip 3188). Это привлекло наше внимание, поскольку характеристики и архитектура данного решения были гораздо лучше существующих на тот момент аналогов. Мы заказали несколько плат для тестирования, когда их только-только выпустили.

При хорошей энергоэффективности данная система-на-чипе предоставляла значительные вычислительные мощности. Еще одним преимуществом этого решения было использование ПО с открытым исходным кодом качественно оптимизированным под аппаратную составляющую. Также команда Radxa была готова идти нам навстречу в оказании технической поддержки.

По результатам первых тестов с платой Radxa мы пришли к выводу, что это тот продукт, который полностью нас устраивает.

Однако, данный одноплатный компьютер не являлся решением для “умного дома”, поскольку не обладал необходимыми интерфейсами. Поэтому мы начали работу по адаптации платформы для решения задач домашней автоматизации. Мы взяли Radxa Rock как образец и начали двигаться к тому, чтобы конечный продукт у нас был на процессоре Rockchip с похожей периферией и таким же ядром. Стали активно контактировать с командой Radxa (c Томом Куби), организовывать совместную доработку.

Мы провели целый цикл мероприятий по удешевлению так как стоимость исходного продукта была очень высокой. Наша цель была обеспечить оптимальное соотношение цена-функционал.

Мы заменили процессор на RK3128 — новый, более дешевый чип, при сохранении сопоставимого уровня вычислительной мощности. Изменили целиком и полностью схемотехнику. Убрали лишние компоненты, добавили модуль Z-Wave, RF.

Текущее поколение Центра управления можно назвать, фактически, Designed in Russia, Assembled in China.

Корпус

Создание корпуса — это целая эпопея и наша маленькая победа. В разработке корпуса Центра управления выделяем два основных этапа.

1-ый этап — Стадия “стартап”

Идей было много. Огромное количество макетов и прототипов. Изначально нами велась разработка квадратного корпуса, а пробный тираж отливался в силиконовых формах и красился вручную.

Мы начинали с набросков, которые в дальнейшем превращались в осмысленный концепт нашим 3D-дизайнером. Модель распечатывалась на качественном 3D-принтере, но это не помогало избежать ошибок — приходилось перепечатывать несколько раз для того, чтобы каждая из деталей идеально подходила к соседней. Полученная в финале модель использовалась в качестве прототипа для силиконовой формы. На ее основе отливался корпус.

После этого, полученный результат требовал доработки и ожидал окрашивания. На данном этапе мы обсудили множество цветовых решений, рассматривая продукт с точки зрения потребителя, пытаясь понять, каким должен быть наиболее привлекательный вариант.

Наблюдая за работой нашего дизайнера, полировкой и окрашиванием, мы старались просчитать все нюансы, не только цвет, но и то, как будет реализована система охлаждения устройства, а также многое другое.

По итогам, было решено остановиться на строгом корпусе белого цвета — классика, которая вряд ли устареет со временем.

В целом, разработка качественного корпуса отняла у нас много сил и времени, однако, по итогам, мы достигли того, к чему стремились с самого начала: мозг системы в компактном и аккуратном корпусе.

2-й этап — “Выпуск профессионального продукта”

Вторым, но не менее важным этапом, для нас стал переход к массовому производству.

Набравшись опыта в работе с прототипами, мы приняли решение приступить к разработке качественного продукта для массового потребителя.

Разработку конечного продукта мы разделили на три шага:

• новый дизайн;
• поиск производителя;
• промышленное изготовление.

Разрабатывая новый дизайн, мы вновь прошли через все этапы создания эскизов: бумажных и 3D. Это уже не было чем-то новым для нас, и с корпусом мы определились достаточно быстро.

Значительное количество времени мы потратили на поиск производителя. Отправившись в Китай, мы посетили несколько фабрик, в результате нам удалось найти производителя, который бы обеспечил требуемое качество продукта, и договориться о сотрудничестве. На выбранной фабрике была изготовлена пресс-форма, а затем начато производство корпусов.

Как итог: нынешний Центр управления — компактное устройство белого цвета, по размеру не больше, чем треть привычного всем домашнего роутера.

Первые образцы

После того, как были изготовлены первые тестовые модели, зашла речь о тестировании готовых образцов. Изначально мы раздавали устройства родственникам и друзьям, с целью получить отклик и четкое представление о том, в каком направлении двигаться дальше.

Представители Rubetek регистрировались на специализированных форумах в Интернете. Наши сотрудники рассказывали людям, увлеченным, также, как и мы, схемотехникой, о Центре управления и мобильном приложении Rubetek. Приглашали принять участие в тестировании центрального контроллера.

Фидбэк от рядовых пользователей помог нам решить, что изменить, улучшить и как сделать наше решение проще и понятнее в использовании. Это был значительный этап в корпоративной жизни нашей компании.

На сегодняшний день

Центр управления является ключевым устройством в умном доме от Rubetek. В качестве процессора Центр использует Rockchip RK3128. Тип и версия ядра операционной системы: Linux 3.10.49, OS Linux OpenWRT. Используемые интерфейсы передачи данных: Ethernet, Wi-Fi, Z-Wave, RF (433 МГц).

Встроенный Ethernet порт IEEE 802.3 Ethernet/802.3u Fast Ethernet, используемый Центром стандарт Wi-Fi: IEEE 802.11b/g/n (2,4 GHz), ширина канала 20/40MHz.

Функции Центра управления:

• принимает сигналы от датчиков, формирует уведомления, в том числе сигналы тревоги, и передает их пользователю в мобильное приложение;
• принимает команды пользователя (от мобильного предложения), переадресовывает их соответствующему умному устройству;
• выполняет заданные пользователем сценарии, интегрируя работу сразу нескольких устройств;
• используется в качестве точки доступа;
• принимает онлайн трансляции с IP видеокамер (RTSP, ONVIF), служит в качестве видеоархива и позволяет подключить внешний видеонакопитель.

Помимо этого, Центр управления имеет на корпусе два USB-разъема, один на передней, а второй, соответственно, на задней панели устройства. Они используются для подключения флэш-накопителя и 3G/4G модема.

Центр управления позволяет сохранять видеозаписи с IP камер в облачные хранилища:

• Google Диск;
• Яндекс.Диск.

С недавних пор Центр управления Rubetek совместим с платформой Apple Homekit, что позволяет управлять умными устройствами голосом с помощью Siri.

Мы не обошли стороной и тему безопасности.

На настоящий момент каждый из Центров управления Rubetek имеет уникальные идентификатор и pin-код, которые используются при авторизации. Безопасное соединение осуществляется с помощью TLS-сертификатов, защищенных цифровой подписью.

Впереди много работы

Мы хотели создать доступное и удобное решение, которое даст новое качество повседневной жизни человека. Сегодня система Rubetek включает в себя линейку умных устройств и несколько готовых решений. Наши устройства совместимы с платформой Apple HomeKit. Теперь мобильное приложение Rubetek позволяет управлять девайсами голосом.

Вот такой путь разработки и создания Центра управления Rubetek прошла наша компания за эти несколько лет. Мы получили колоссальный опыт. И не собираемся останавливаться. Наша команда постоянно дорабатывает и совершенствуют текущую линейку устройств, разработчики готовят линейку новых устройств, которые выйдут осенью. Нам удалось выйти на рынок СНГ. Впереди — международная экспансия (Европа, США).

Команда Rubetek верит, что передовые российские технологии Интернета вещей (IoT) будут развиваться и смогут занять достойное место в мире.