ELEKTRONIKA MA

piackepes

Az utóbbi években egy újabb betűszóval kellett megismerkedni. Ez az IoT, az Internet of Things, a dolgok internete. Ide tartoznak az intelligens otthonok, az okosórák, okostelefonok, de ami fontosabb, hogy az ipari IoT lehetővé teszi az intelligens városok, intelligens mezőgazdaság és az okos gyárak kialakulását. A Gartner piackutató cég szerint 2020-ig a csatlakoztatott eszközök száma eléri 26 milliárdot.

Az így kialakuló intelligens világban a rendszerek szenzorok segítségével érzékelik a környeztük azon tulajdonságait, melyeket értelmezniük kell. A rendszerek egymással és a felhasználókkal is kapcsolatban állnak, így azonnali megalapozott döntéseket lehet hozni. Ez a gyakorlatban a távfelügyeletben, az adatgyűjtő rendszerekben, az ipari automatizálás és a megelőző karbantartás terén stb. valósul meg. AZ IoT eszközök esetében már nem választható külön a hardver és a szoftver. Egy rugalmas platform-alapú megoldás elégítheti ki a felmerülő igényeket. Ez a megközelítés nem összpontosít külön hardver és szoftver összetevőkre, hanem az egész rendszert egy alkalmazásnak tekinti. Ezzel elkerülhetők a kompatibilitási problémák okozta tervezési illetve telepítési nehézségek.

ni trend watch

 (Kép forrása: ni.com/trend-watch/)

Az IoT rendszerek három fő szegmensre bonthatók, melyek egyforma jelentőséggel bírnak, így biztosítva a gyors, megbízható és rugalmas adatfeldolgozást.

A végpontok: ahol az érzékelők és beavatkozók helyezkednek el. Itt történik az adatok helyi feldolgozása, mivel az összes szenzor által szolgáltatott adatra csak a legritkább esetben van szükség. A feldolgozás több szempont alapján történhet. Ha a mért adatokból a helyszínen valamilyen matematikai algoritmus segítségével új adatot lehet előállítani akkor a feldolgozás után sokkal kisebb adatmennyiséget kell továbbítani. Ha erre nincs lehetőség, akkor ki kell választani a rengeteg adatból a fontosakat. Ez történhet kiválasztott értékek mérése esetén (pl. minimum/maximum érték), vagy bizonyos időközönként mért értékek továbbításával. A végpont tehát tartalmaz egy intelligens feldolgozó egységet, melynek másik fő feladata a kommunikáció megvalósítása, mely lehet vezetékes, vagy vezeték nélküli kommunikáció. Mivel adattovábbításról van szó nem szabad elfeledkezni, hogy minden mért adatnak, vagy beavatkozó számára küldött utasításnak egyéni azonosítóval kell rendelkeznie. A kommunikáció két szinten zajlik. Az egyik a helyi érzékelők és beavatkozók elérését biztosító kommunikáció (szenzor/aktuátorhálózat). A másik szint az Internet felé kialakított hálózati kapcsolat.

Ezzel elérkeztünk a rendszer másik fő szegmenséhez az internet kapcsolathoz. Kommunikációs csatornaként célszerű a vezeték nélküli kapcsolat használata (Wi-Fi, 2G, 3G, 4G). Protokollként a hagyományos TCP/IP, HTTP, SOAP protokollok használandók. Az adattovábbítás során gondoskodni kell az adatok titkosításáról, illetve olyan hibatűrő kódolásról, mely megvédi az adatainkat. Illetéktelenek nem tudják sem felhasználni sem módosítani, illetve az átvitel során nem változik meg az információ tartalma. Másik fontos kérdés a sebesség, főleg abban az esetben, ha azonnali beavatkozást igénylő folyamatokról van szó, tehát ezeknek az adatoknak prioritást kell biztosítani az olyan információkkal szemben, melyek esetleg csak tájékoztató jellegűek, de ez már a központi kiszolgáló feladata.

A harmadik szegmenset a központi kiszolgálók jelentik, melyek lehetnek dedikált szerverek, vagy felhő alapú szolgáltatások. Fő feladatuk az erőforrás gazdálkodás, az adattárolás, az üzenetforgalmazás és irányítás, egységesített szolgáltatások. A kiszolgálónak Interneten elérhetőnek kell lennie. Meghatározott protokoll segítségével kommunikál a végpontokkal valamint biztosítja az ember-gép vagy gép-gép közti kapcsolódási felületet.

Az IoT rendszerek kialakítása során a legfontosabb a protokollok és folyamatok megtervezése, a központi rendszerek szoftverfejlesztése - tekintettel a felhasználói felület megtervezésére -, valamint a végpontok hardverének és szoftverének fejlesztése.

A végpontok fő alkotóelemei a mikrovezérlők a működésükhöz szükséges elektronikával. Ez viszonylag egyszerű hardver, mivel a mikrovezérlő az összes fontos feladatot ellátja, ezért az őt körülvevő elektronika feladata a tápellátás, órajel biztosítása, valamint a kapcsolódó eszközök (kommunikáció, szenzorok, aktuátorok, esetleg kijelzők) illesztése. Érdemes 32bites mikrovezérlőt (pl.: PIC32MX) használni, ami jó néhány kommunikációs protokollt is támogat, valamint könnyen fejleszthető rá valósidejű operációs rendszer (RTOS), mely nyílt forráskódú, így felhasználható az eszközeinkben. Az így kialakított intelligens végpontok lehetőséget teremtenek az egymással való kommunikációra és együttműködésre külső beavatkozás nélkül (gép-gép kapcsolat). A gép-gép kapcsolat (M2M/Machine to Machine) lehetővé teszi, hogy az ember csak felügyelje a gépek működését, azok önállóan képesek a feladatok ellátására. No de azért ez még a jövő …

tm™

 

 

Kövess minket a facebookon is!

Kedves érettségizett tanulók!

Ajánljuk figyelmetekbe képzéseinket

erettsegizoknek

Áramkörépítő

Oszcilloszkóp

oszcilloszkop jel

LED kocka

ledkocka

Oldalainkat 19 vendég és 0 tag böngészi