ABONAMENTE VIDEO TESTE REDACȚIA
RO
EN
×
▼ LISTĂ EDIȚII ▼
Numărul 66
Abonament PDF

Dezvoltarea unei aplicații IoT folosind Texas Instruments

Adrian Sevan
Senior software developer @ Qubiz
PROGRAMARE

De la frigidere la sisteme de casă smart, Internet of Things (IoT) materializează multe aşteptări legate de lifestyle. Deoarece permite oricărui device să se conecteze şi să transmită informaţii într-o reţea fără a fi nevoie de interacțiunea umană sau de interacțiunea om-calculator, posibilităţile generate de IoT sunt practic nelimitate. 

Un argument în plus pentru potenţialul IoT este creşterea impresionantă. Potrivit unui raport Cisco, numărul de device-uri IoT a crescut mai mult de două ori între 2012 - 2016, urcând de la 8.7 miliarde la 22.9 miliarde. Și nu se opreşte aici. Un studiu efectuat de IHS estimează că până în 2020, numărul device-urilor IoT va creşte la 20.7 miliarde. 

Dincolo de aplicaţiile interesante pentru consumatori, IoT poate veni în ajutorul multor companii. 

Aplicaţii IoT pentru business

Kevin Ashton, co-fondatorul şi directorul executiv al Centrului Auto-ID în cadrul MIT, explică ce impact poate avea IoT:

Azi, computerele - şi, prin urmare, internetul - depind aproape în întregime de oameni pentru informaţii. Toţi cei 50 de petabytes de date disponibile au fost captate şi create de oameni prin scriere, apăsarea unui buton de înregistrare, captarea unei imagini digitale sau scanarea unui cod de bare. 

Problema e că timpul, atenţia şi precizia oamenilor sunt limitate - aceasta însemnând că nu sunt foarte buni în ceea ce priveşte captarea datelor din lumea reală. Dacă am avea calculatoare care ar putea şti tot ce se poate şti despre lucruri - folosind date colectate fără ajutor din partea noastră - am putea să ţinem o evidență mai bună. Am putea să reducem foarte mult pierderile şi costurile. Am putea şti când echipamentele trebuie înlocuite, reparate sau duse în revizie sau dacă anumite mărfuri sunt proaspete."

Companiile pot folosi aplicaţiile IoT în special pentru a colecta date. Dacă toate setările sunt corecte, datele strânse prin IoT sunt mult mai sigure deoarece nu mai este nevoie de intervenţia umană. De asemenea, fiind automatizat, procesul de colectare al datelor are loc mult mai repede. 

Datele strânse pot fi folosite pentru a simplifica operaţiunile şi pentru a îmbunătaţi eficienţa afacerilor. Printre cele mai folosite aplicaţii se numără predicţia pentru mentenanță, managementul inventarului şi insighturi legate de clienţi. 

Comerţul, logistica (managementul depozitelor) şi manufactura sunt trei industrii care ar beneficia enorm de aplicaţiile IoT. Un studiu realizat de Forrester arată potențialul IoT pentru diferite domenii - vezi imaginea de mai jos. De asemenea, acelaşi studiu estimează că mare parte din creşterea IoT din următorii ani va fi generată de utilizarea IoT pentru business.

Dezvoltarea unui prototip IoT pentru companii

Dat fiind potențialul mare al IoT în zona business, am decis să experimentăm în interiorul Qubiz cu acesta tehnologie. Astfel, am construit un prototip care colectează date ca temperatura, umiditatea sau acceleraţia de la mai multe device-uri echipate cu senzori. Sistemul capturează, trimite şi analizează date în timp real. 

Colectarea de date se face prin intermediul senzorilor. Orice obiect care are senzorii instalaţi poate fi considerat sursă de date/device IoT. Pentru a construi prototipul, am folosit:

Cum funcţionează prototipul

Prototipul nostru are o arhitectură simplă. Senzorii sunt instalaţi pe diferite device-uri pentru a strânge date cum ar fi temperatura sau nivelul de umiditate. 

În continuare, senzorii se conectează la PC-ul cu Windows instalat sau la device-ul Android prin intermediul Bluetooth pentru a transmite datele. Deoarece conexiunea se face prin Bluetooth, nu sunt dificultăţi în comunicarea dintre senzori si PC-ul cu Windows 10/device-ul Android. PC-ul/device-ul Android funcţionează ca gateway pentru device-urile IoT, trimiţând datele mai departe în Cloud, într-un stream de date printr-un un protocol low latency AMPQ. Din acest pas, putem:

O dată ce datele ajung în Cloud, putem crea vizualizări în timp real şi seta notificări. Mai mult, totul se întâmplă asincron. 

Mai multe detalii despre acest proiect

Sistemul nostru de IoT a fost gândit să suporte cantităţi mari de date. De asemenea, acesta poate efectua şi procesări complicate de date destul de uşor, în timp real şi într-un mod scalabil.

Operaţiunile de procesare a datelor sunt făcute prin servicii de stream analytics. Pentru ca sistemul să fie cât mai sigur, am implementat multiple servicii de livestream: Amazon, Microsoft şi Google. Implementarea a durat mai mult, fiecare serviciu având propriile specificaţii, dar exista variante de backup pentru procesarea datelor. 

Cum e unul dintre cele mai folosite sisteme de operare, am folosit Windows pentru ca prototipul IoT să fie accesibil. Spre surprinderea noastră, integrarea Windows a fost destul de dificilă deoarece Windowsul nu e cea mai bună alegere pentru anumite sarcini cum ar fi colectarea de date. De asemenea, a fost relativ greu să creăm un gateway din device-ul care folosea Windows, să îl facem să se conecteze la device-ul de IoT şi să păstreze conexiunea deschisă. 

Citirea datelor de la senzori a fost o altă provocare semnificativă. De exemplu, dacă nivelul bateriilor pentru senzori scade sub un anumit nivel (momentan 70%), senzorii nu mai trimit mesaje şi informaţii. Mai mult, nivelul bateriilor de pe senzori nu este foarte precis, fiind bazat pe voltaj, nu pe amperaj. De asemenea, a fost nevoie să experimentăm să găsim cele mai bune intervale de sampling. Dacă intervalul de sampling al datelor e prea mare, device-ul de IoT are probleme cu trimiterea datelor. 

Posibile aplicații pentru prototipul IoT 

Odată ce senzorii trimit date, companiile pot realiza operaţiuni de procesare a acestora şi le pot folosi în diverse scopuri. Una dintre cele mai populare aplicaţii ar fi predicţia pentru mentenanță. Companiile pot folosi datele de la senzori pentru a depista când trebuie să efectueze mentenanță la diferite echipamente: maşini, aparate sau lifturi de exemplu. 

O altă aplicaţie ar fi managementul inventarului, care ar ajuta orice companie care comercializează bunuri. Mai mult, datele colectate de la senzori pot fi folosite pentru algoritmi de machine learning pentru predicţii despre vânzări şi inventar. 

Ce urmează pentu acest prototip?

Una din caracteristicile principale ale prototipului nostru e flexibilitatea. Ne-am dorit să construim un sistem rapid, care poate fi adaptat diferit la diferite situaţii, diferite use cases şi diferiţi clienţi.

Dacă vreţi să povestim mai multe despre acest prototip, vă invităm să ne contactaţi.

LANSAREA NUMĂRULUI 67

Prezentări articole
& Panel Smart Cities
Luni, 22 Ianuarie, ora 18:00

Sediul BCR, Cluj-Napoca

Înregistrează-te

Facebook Meetup

Sponsori

  • 3PillarGlobal
  • Betfair
  • Gemini Solutions
  • Telenav
  • Accenture
  • Siemens
  • Bosch
  • ntt data
  • FlowTraders
  • Crossover
  • MHP
  • Continental
  • BCR
  • Ullink
  • Colors in projects

CONFERENCE

The Developers