wersja mobilna
Online: 577 Wtorek, 2016.12.06

Technika

IoT i nietrywialne rozwiązania trywialnych problemów

środa, 19 października 2016 08:56

IoT, Internet Rzeczy to w dużym skrócie, wzajemna komunikacja otaczających nas przedmiotów. Dotyczy to sprzętu codziennego użytku, otaczającej nas infrastruktury budynkowej, miejskiej, samochodów, a nawet urządzeń przemysłowych. Na obecnym etapie rozwoju IoT, przeciętny Kowalski ciągle postrzega tę rewolucję w dużej mierze jako kolejne gadżety, które z jego punktu widzenia nie wnoszą wystarczającej wartości dodanej, czy to dla budżetu domowego, czy komfortu życia.

Z kolei w przypadku biznesu i przemysłu, IoT już teraz postrzegane jest jako rozwiązanie umożliwiające duże oszczędności. Dobrym przykładem jest branża oświetleniowa, która po rewolucji związanej z wprowadzeniem LED, rozwija inteligentne systemy sterowania pozwalające na dostosowanie w czasie rzeczywistym jasności oświetlenia do panujących warunków i zapotrzebowania na oświetlenie. Zdalny monitoring stanu lamp i wczesne wykrywanie awarii umożliwi optymalizację obsługi serwisowej (predictive maintenance).

Obecnie projektowane urządzenia i te, które będą powstawały w przyszłości, w naturalny sposób będą gotowe na podłączenie do Internetu, bo wymusza to rynek. Pozostaje jednak problemem urządzeń, które już są na rynku i nie mają połączenia z IoT. W przypadku przemysłu czy medycyny, to najczęściej bardzo drogie systemy, których czas życia jest długi i prosta wymiana na nowszy model jest nieopłacalna.

Zachodzi więc potrzeba ich adaptacji do potrzeb IoT np. poprzez integrację z urządzeniem typu IoT Gateway, które z jednej strony umożliwia łączność z Internetem (Wi-Fi, Ethernet, 3G/4G), a z drugiej integruje się z monitorowanym systemem za pomocą sensorów lub dostępnych protokołów komunikacyjnych (USB, RS 485, Bluetooth, DALI, Thread, ZigBee itp.).

Przykład z branży medycznej

Rewolucja (czy też może ewolucja?) dotarła również do branży medycznej. Comarch, we współpracy z jednym z globalnych producentów aparatury medycznej, wdrożył swoje rozwiązania z zakresu IoT do sal szpitalnych. Problem, z jakim zmaga się producent, to wspomniane już zdalne monitorowanie aparatury medycznej w celu optymalizacji obsługi serwisowej.

W urządzeniach jest dostępna duża ilość danych diagnostycznych, które gdyby były dostępne on-line dla serwisu, pozwoliłyby ograniczyć liczbę wizyt serwisantów albo umożliwiłyby odpowiednie przygotowanie się do takiej wizyty (skompletowanie narzędzi, części zamiennych). Bieżące monitorowanie parametrów maszyny umożliwiłoby planowanie z wyprzedzeniem i na czas rutynowych czynności serwisowych.

Rozwiązaniem problemu jest podłączenie aparatury do Internetu, chmury Comarch IoT Platform i centrum monitoringu Comarch e-care, za pomocą Comarch IoT Gateway wyposażonego w Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, USB, 3G i jako opcjonalne moduły: Thread, LoRa, DALI itp.

Monitorowane urządzenia to systemy do obrazowania 3D. Wewnątrz obudowy znajduje się komputer klasy PC z Windows XP i kompletem standardowych interfejsów: 2×ETH, 4×USB. Na komputerze uruchomione jest oprogramowanie sterujące pracą maszyny. Każdy inżynier stwierdzi w tym miejscu, że problem jest trywialny - wystarczy kabel Ethernet, jednak dopiero inżynier znający specyfikę urządzeń medycznych potrafi dostrzec ukryte przeszkody.

Dostępne są dwa gniazda Ethernet: na zewnątrz i wewnątrz obudowy, po otwarciu drzwiczek serwisowych. Do zewnętrznego gniazda podłączona jest sieć, w której przesyłane są wrażliwe dane medyczne. Użycie tej sieci jest w praktyce niemożliwe ze względu na kwestie bezpieczeństwa. Z kolei podłączenie czegokolwiek do wewnętrznego gniazda, oznacza ingerencję w urządzenie i wymagałoby ponownej jego certyfikacji, co oznacza czas i olbrzymie koszty.

Pozostają porty USB, z których tylko jeden dostępny jest na zewnątrz maszyny i można go użyć. Niestety, ale urządzenie medyczne pełni rolę USB hosta, a IoT Gateway nie wspiera trybu USB OTG. Rozważano pracę Gateway’a w roli USB mass storage device, ale wymagałoby to dużych przeróbek po stronie zarówno elektroniki, jak i oprogramowania.

Również tryb pracy MTP został odrzucony ze względu na brak wsparcia ze strony systemu Windows XP, a instalacja dodatkowych sterowników znów oznaczałaby ingerencję w urządzenie medyczne i konieczność jego certyfikacji. Ostatecznie IoT Gateway został rozszerzony o moduł konwertera USB-UARTUSB, co umożliwiło współpracę dwóch urządzeń typu USB Host i jednocześnie pozwoliło uniknąć kosztownych zmian sprzętowo-programowych.

Przykład ten pokazuje, że prosty z pozoru problem (w omawianym przypadku sprowadzony do połączenia komputera PC z chmurą) może okazać się dużo bardziej skomplikowany po dokładnej analizie wszystkich aspektów.

Znajomość samej technologii komunikacji przewodowej czy bezprzewodowej nie wystarczy, aby skutecznie łączyć ze sobą otaczające nas rzeczy. Dopiero kompleksowa znajomość protokołów komunikacyjnych, rozwiązań chmurowych, kwestii bezpieczeństwa czy uwarunkowań prawnych pozwala na skuteczne wdrażanie w życie Internetu Rzeczy.

Marcin Okarmus
R&D Manager
Comarch Technologies
comarch.com/technologies