De huidige productontwikkeling en -ondersteuningscyclus is snel. 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.
Niet alle industriële apparatuur kan gemakkelijk worden aangesloten om deze ingebedde producten te ondersteunen.Zelfs producten die zijn ontworpen voor het Internet of Things (IoT) ondervinden verbindingsproblemen zoals elektromagnetische interferentie (EMI), bandbreedtebeperkingen en lange kabels.
De komst van de Bluetooth-technologie System on Chip (SoC) biedt ingenieurs naadloze connectiviteit en microprocessorvermogen voor ondersteuning van machine learning (ML).Het combineren van connectiviteit met intelligente analyses is een belangrijk instrument in de ontwerp- en ondersteuningscyclus van passief naar proactief.
Intelligente gegevensverzameling verandert productontwikkeling en -ondersteuning
Ontwerpers die niet begrijpen hoe de klant het product gebruikt, inclusief waarop hij of zij vertrouwt, kunnen niet in staat zijn om het product te ontwikkelen en te ondersteunen.welke functies omslachtig zijn of kwetsbaarheden hebben, kan het moeilijk vinden om het product iteratief te upgraden naar het niveau dat de gebruiker wil.milieuomstandigheden, en andere kritieke gegevens vóór of op het moment van het probleem.
Producten met moderne on-board connectiviteit en analysemogelijkheden kunnen ontwerpiteraties en ondersteuning effectiever maken.Ingebedde producten en intelligente beacons kunnen omgevingsomstandigheden zoals temperatuur detecteren, vochtigheid en luchtdruk, en kan multi-assige versnelling, omgevingslicht en magnetische velden detecteren.De tijdstempel van de Real Time Clock (RTC) maakt het mogelijk dat gegevens worden geassocieerd met andere systeemgebeurtenissen bij gebruik van on-board analytics of bij uitzending naar een cloudserver via Bluetooth.
Bijvoorbeeld, een slimme baken verbonden met een lineair bewegingssysteem in een industriële omgeving kan verhoogde trillingen detecteren als de luchtvochtigheid toeneemt.De ingebouwde verwerker kan de onderhoudsingenieur dan waarschuwen voor de noodzaak van extra smeringDeze proactieve foutdiagnose kan de stilstandstijden van apparatuur en de onderhoudskosten verminderen.
Productenontwerpers kunnen ook geregistreerde trillings- en omgevingsgegevens gebruiken om toekomstige versies van lineaire bewegingssystemen te verbeteren.ze kunnen een ander smeermiddel aanbevelen dat langer in natte omstandigheden meegaatZij kunnen ook het smeersysteem opnieuw ontwerpen om het beter te beschermen tegen externe invloeden.
Uitdagingen en oplossingen
Om de voordelen van verbeterde gegevensverzameling in de IoT-omgeving te realiseren, moeten ingenieurs gegevensverzameling en -analyse optimaliseren.De overdracht van informatie naar de cloud voor analyse is inherent vertraagd en vermindert de gegevensbeveiligingGeïntegreerde systemen en intelligente beacons lossen dit probleem op door AI- en ML-mogelijkheden in het apparaat zelf te integreren.Deze Edge AI en TinyML systemen bevatten schaalbare software modellen die de processor in staat stellen om intelligent te extrapoleren op basis van ontvangen real-world data.
Aan boord van ML functies kunnen eenvoudig zijn om te matchen met trillingsgegevens, milieugegevens en wereldwijde tijdstempels, of complex om onderhoudsvereisten te voorspellen op basis van gegevenstrends.de ML-module realtime gegevens kan ontvangen en verwerken zonder netwerkbronnen in te nemen;, waardoor tijdig inzicht wordt verkregen in veranderingen en het energieverbruik tot een minimum wordt beperkt.
Uiteindelijk moeten slimme beacons en ingebedde systemen echter status communiceren met andere apparaten of servers via het netwerk.Veel traditionele systeemontwerpen hebben bedrade seriële verbindingen via protocollen zoals PROFIBUSMeer moderne apparaten zijn afhankelijk van Ethernet-protocollen met lage latentie, zoals PROFINET, EtherCAT, EtherNet/IP of Ethernet POWER.zowel seriële als Ethernet-communicatie vereisen dat data- en stroomkabels worden gelegd in de installatiewerkplaats, en de volgende uitdagingen omvatten EMI, signaalverdunning tijdens lange kabeloverdracht,en investeringen in faciliteiten die nodig zijn om het risico van trip te beperken en toegang te bieden voor rijende of zelfrijdende voertuigen.
Kort bereik radiofrequentie (RF) communicatie met behulp van het Bluetooth-protocol overwint veel van deze uitdagingen.gebruik maken van de kracht van een knopbatterij om sterke signalen uit te zenden over een bereik van 150 meter, waardoor de noodzaak van stroom- en datalinies wordt weggenomen.
Het BLE-signaal werkt in de 2,4 GHz-band, die ook enkele mobiele en Wi-Fi-netwerken ondersteunt.Ze zijn de meest betrouwbare banden om zichtbarrières zoals muren en apparatuur te overwinnen.Om LOS- en interferentieproblemen te overwinnen, kunnen veel BLE-systemen gemaskeerde netwerken gebruiken, waarbij Internet Protocol Versie 6 (IPv6) wordt gebruikt om BLE-apparaten met elkaar te verbinden en aan de cloud te koppelen (figuur 1)..De strategische plaatsing van Bluetooth-hotspots verhoogt ook de signaalsterkte en -integriteit binnen het meshnetwerk.