Dzisiejszy cykl rozwoju produktów i wsparcia jest szybki. Embedded products detect software and hardware failures and provide insight into user behavior to provide engineers with the data needed to ensure equipment is operating properly and continually improving.
Nie wszystkie urządzenia przemysłowe mogą być łatwo podłączone do tych produktów osadzonych.Nawet produkty zaprojektowane do Internetu Rzeczy (IoT) mają problemy z połączeniem, takie jak zakłócenia elektromagnetyczne (EMI), ograniczenia przepustowości i długie kable.
Pojawienie się technologii System on Chip (SoC) z wykorzystaniem Bluetooth zapewnia inżynierom bezproblemową łączność i moc mikroprocesora do wsparcia wewnętrznego uczenia maszynowego (ML).Połączenie łączności z inteligentną analizą jest ważnym narzędziem w cyklu projektowania i wspierania od pasywnego do proaktywnego.
Inteligentne gromadzenie danych zmienia rozwój i wsparcie produktów
Udanego rozwoju produktu i wsparcia wymagają wykorzystania danych.które funkcje są uciążliwe lub mają lukęPodobnie personel wsparcia nie może odpowiednio rozwiązywać problemów bez wiedzy o zachowaniu użytkownika, stanie systemu,warunki środowiskowe, oraz inne krytyczne dane przed lub w momencie wystąpienia problemu.
Produkty o nowoczesnej połączoności i możliwościach analizy mogą zwiększyć skuteczność iteracji projektowych i wsparcia.Wbudowane produkty i inteligentne sygnały mogą wykrywać warunki środowiskowe, takie jak temperatura, wilgotności i ciśnienia powietrza, i może czuć wieloosiowe przyspieszenie, światło otoczenia i pola magnetyczne.Znacznik czasu zegara czasu rzeczywistego (RTC) umożliwia powiązanie danych z innymi zdarzeniami systemowymi przy użyciu analityki pokładowej lub podczas transmisji na serwer chmurowy za pomocą Bluetooth.
Na przykład inteligentny sygnał sygnalizacyjny podłączony do systemu ruchu liniowego w środowisku przemysłowym może wykrywać zwiększone drgania wraz ze wzrostem wilgotności.Wbudowany procesor może następnie ostrzec inżyniera serwisowego o potrzebie dodatkowego smarowaniaTa proaktywna diagnostyka usterek może zmniejszyć czas przestojów urządzeń i koszty utrzymania.
Projektanci produktów mogą również wykorzystywać zarejestrowane wibracje i dane środowiskowe do ulepszania przyszłych wersji systemów ruchu liniowego.mogą zalecić inny środek smarowy, który przetrwa dłużej w mokrych warunkachMożna również przeprojektować system smarowania w celu lepszej ochrony przed wpływami zewnętrznymi.
Wyzwania wdrażania i rozwiązania
Aby wykorzystać korzyści wynikające z zwiększonego gromadzenia danych w środowisku IoT, inżynierowie muszą zoptymalizować gromadzenie i analizę danych.Przeniesienie jakichkolwiek informacji do chmury do analizy jest z natury opóźnione i zmniejsza bezpieczeństwo danychSystemy wbudowane i inteligentne beacony rozwiązują ten problem poprzez integrację możliwości AI i ML z samym urządzeniem.Te systemy Edge AI i TinyML zawierają skalowane modele oprogramowania, które pozwalają procesorowi inteligentnie ekstrapolować na podstawie otrzymanych danych z rzeczywistego świata.
Wbudowane funkcje ML mogą być proste w celu dopasowania danych wibracyjnych, danych środowiskowych i globalnych znaczników czasu lub złożone w celu przewidzenia wymagań konserwacyjnych w oparciu o trendy danych.moduł ML może odbierać i przetwarzać dane w czasie rzeczywistym bez wykorzystywania zasobów sieci, zapewniając w ten sposób terminowy wgląd w zmiany i minimalizując zużycie energii.
Ostatecznie jednak inteligentne sygnały sygnalizacyjne i systemy wbudowane muszą komunikować się ze statusem z innymi urządzeniami lub serwerami za pośrednictwem sieci.Wiele tradycyjnych projektów systemów ma połączenia seryjne przewodowe za pośrednictwem protokołów takich jak PROFIBUS, DeviceNet, CANOpen i Modbus RTU. Bardziej nowoczesne urządzenia opierają się na protokołach Ethernet o niskim opóźnieniu, takich jak PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP lub Ethernet POWER.zarówno komunikacja seryjna, jak i komunikacja Ethernet wymagają układania kabli danych i zasilania w zakładzie produkcyjnym, a następujące wyzwania obejmują EMI, osłabienie sygnału podczas długiej transmisji kablowej,i inwestycji w urządzenia niezbędne do ograniczenia zagrożeń związanych z potknięciem i zapewnienia dostępu dla pojazdów prowadzących lub autonomicznych.
Komunikacja radiowa (RF) krótkiego zasięgu za pomocą protokołu Bluetooth przezwycięża wiele z tych wyzwań.Wykorzystuje energię baterii przyciskowej do emitowania silnych sygnałów w odległości 150 metrów, eliminując potrzebę przewodów zasilania i transmisji danych.
Sygnał BLE działa w pasmie 2,4 GHz, który obsługuje również niektóre sieci komórkowe i Wi-Fi.Są to najbardziej niezawodne paski do pokonywania barier widocznych, takich jak ściany i sprzęt.W celu przezwyciężenia problemów z LOS i interferencją, wiele systemów BLE może wykorzystywać sieci sieciowe, wykorzystując Internet Protocol Version 6 (IPv6) do połączenia urządzeń BLE i podłączenia ich do chmury (rysunek 1).Strategiczne umieszczenie punktów dostępu Bluetooth zwiększa również moc sygnału i integralność sieci siatkowej.