دورة تطوير المنتجات والدعم اليوم سريعة. 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.
لا يمكن توصيل جميع المعدات الصناعية بسهولة لدعم هذه المنتجات المدمجة.حتى المنتجات المصممة لإنترنت الأشياء (IoT) تواجه مشاكل في الاتصال مثل التداخل الكهرومغناطيسي، قيود على عرض النطاق الترددي، وكابلات طويلة.
يوفر ظهور تكنولوجيا نظام على رقاقة (SoC) تمكين Bluetooth للمهندسين اتصالًا سلسًا وطاقة المعالجات الدقيقة لدعم التعلم الآلي (ML) الموجود على متن الطائرة.الجمع بين الاتصال مع التحليلات الذكية هو أداة مهمة في دورة التصميم والدعم من السلبية إلى الاستباقية.
جمع البيانات الذكية يغير تطوير المنتجات ودعمها
إن تطوير المنتج والدعم الناجح يتطلب استخدام البيانات.أي الميزات معقدة أو لديها نقاط ضعف، قد تجد صعوبة في تحديث المنتج بشكل تكراري إلى المستوى الذي يريده المستخدم. على سبيل المثال، وبالمثل، لا يمكن لموظفي الدعم حل المشكلات بشكل كاف دون معرفة سلوك المستخدم، حالة النظام،الظروف البيئية، وبيانات أخرى حاسمة قبل أو في وقت المشكلة.
يمكن للمنتجات ذات القدرات الحديثة على الاتصال والتحليل أن تجعل تكرار التصميم والدعم أكثر فعالية.المنتجات المدمجة والمصابيح الذكية يمكن أن تكتشف الظروف البيئية مثل درجة الحرارة، الرطوبة، وضغط الهواء، ويمكنه أن يشعر بالتسارع متعدد المحاور، والضوء المحيط، والحقول المغناطيسية.تمكن ختم وقت ساعة الوقت الحقيقي (RTC) من ربط البيانات بأحداث النظام الأخرى عند استخدام التحليلات الداخلية أو عند البث إلى خادم سحابي عبر Bluetooth.
على سبيل المثال، يمكن أن يكتشف منارة ذكية متصلة بنظام حركة خطية في بيئة صناعية زيادة الاهتزاز مع زيادة الرطوبة.يمكن لمعالج الطائرة أن ينبه مهندس الصيانة إلى الحاجة إلى تزيين إضافييمكن لهذا التشخيص الاستباقي للخطأ تقليل وقت توقف المعدات وتكاليف الصيانة.
كما يمكن لمصممي المنتجات استخدام الاهتزازات المسجلة والبيانات البيئية لتحسين الإصدارات المستقبلية من أنظمة الحركة الخطية.قد يوصي بمزلق مختلف سيستمر لفترة أطول في الظروف الرطبةكما يمكنهم إعادة تصميم نظام التشحيم لحمايته بشكل أفضل من التأثيرات الخارجية.
تحديات وتنفيذ الحلول
لتحقيق ميزة جمع البيانات المحسنة في بيئة إنترنت الأشياء، يجب على المهندسين تحسين جمع البيانات وتحليلها.نقل أي معلومات إلى السحابة للتحليل هو بطبيعته تأخير وتقلل من أمن البياناتالحلول: أنظمة متضمنة ومصابيح ذكية تحل هذه المشكلة من خلال دمج قدرات الذكاء الاصطناعي و ML في الجهاز نفسه.تحتوي هذه الأنظمة على نماذج برمجيات مقياسية تسمح للمعالج بالاستنتاج الذكي بناءً على البيانات الحقيقية التي تم استلامها.
يمكن أن تكون وظائف ML الداخلية بسيطة لمطابقة بيانات الاهتزازات والبيانات البيئية والطوابع الزمنية العالمية، أو معقدة للتنبؤ بمتطلبات الصيانة بناءً على اتجاهات البيانات. سواء كانت معقدة أو بسيطة،يمكن لوحدة ML استلام ومعالجة البيانات في الوقت الحقيقي دون احتلال موارد الشبكة، وبالتالي توفير نظرة في الوقت المناسب على التغييرات وتقليل استهلاك الطاقة.
ومع ذلك، في نهاية المطاف، تحتاج المرافق الذكية والأنظمة المضمنة إلى التواصل مع الأجهزة أو الخوادم الأخرى عبر الشبكة.العديد من تصاميم الأنظمة التقليدية لديها اتصالات سلسلة سلكية عبر بروتوكولات مثل PROFIBUS، DeviceNet ، CANOpen ، و Modbus RTUs. تعتمد الأجهزة الحديثة على بروتوكولات Ethernet ذات فترة تأخير منخفضة مثل PROFINET ، EtherCAT ، EtherNet / IP ، أو Ethernet POWER. ومع ذلك ،كل من الاتصالات المتسلسلة وإيثيرنت تتطلب أن يتم وضع كابلات البيانات والطاقة في متجر المحطة، وتشمل التحديات التالية EMI، ضعف الإشارة أثناء نقل الكابلات الطويلة،والاستثمار في المرافق اللازمة لتخفيف مخاطر التعثر وتوفير الوصول للسيارات القائمة أو ذاتية القيادة.
تتغلب اتصالات الترددات اللاسلكية قصيرة المدى (RF) باستخدام بروتوكول بلوتوث على العديد من هذه التحديات. بعض إصدارات بلوتوث ، مثل بلوتوث منخفض الطاقة (BLE) ،تستخدم طاقة بطارية زر لإصدار إشارات قوية على بعد 150 متر، مما يلغي الحاجة إلى خطوط الطاقة والبيانات.
تعمل إشارة BLE في نطاق 2.4 GHz ، والذي يدعم أيضًا بعض الشبكات الخلوية وشبكات Wi-Fi. في حين أن النطاقات المشتركة يمكن أن تؤدي إلى تداخل الشبكة وانخفاض سلامة الإشارة ، فإن إشارة BLE يمكن أن تصل إلى نطاق 2.4 GHz.إنها أكثر الأشرطة موثوقية للتغلب على الحواجز المرئية مثل الجدران والمعداتللتغلب على مشاكل التداخل والخسارة، يمكن أن تستخدم العديد من أنظمة BLE الشبكات المتشابكة، باستخدام بروتوكول الإنترنت الإصدار 6 (IPv6) لربط أجهزة BLE وربطها بالسحابة (الشكل 1).يزيد أيضاً وضع نقاط الاتصال اللاسلكية الاستراتيجية من قوة الإشارة ووحدة الإشارة داخل الشبكة الشبكية.