Na Habréu često pišu o električnom transportu. I o biciklima. I takođe o AI. Cloud4Y je odlučio spojiti ove tri teme pričajući o „pametnom“ električnom biciklu koji je uvijek na mreži. Pričaćemo o modelu Greyp G6.
Da bi vam bio zanimljiviji, članak smo podijelili na dva dijela. Prvi je posvećen procesu kreiranja uređaja, platforme i komunikacijskih protokola. Drugi su tehničke specifikacije, opis hardvera i mogućnosti bicikla.
Prvi dio, backend
Greyp Bikes je hrvatski proizvođač vrhunskih električnih bicikala, u vlasništvu lokalnog proizvođača egzotičnih superautomobila Rimac. Kompanija stvara zaista zanimljive bicikle. Pogledajte samo prethodni model, G12S sa dvostrukim ovjesom. Bilo je to nešto između električnog bicikla i električnog motocikla, budući da je uređaj mogao ubrzati do 70 km/h, imao je snažan motor i trčao 120 km s jednim punjenjem.
G6 se pokazao elegantnijim i off-road, ali njegova glavna karakteristika je „povezanost“. napravio važan korak ka razvoju IoT-a nudeći bicikl koji je uvijek "online". No, hajde da prvo razgovaramo o tome kako je uopće nastao "pametni" električni bicikl.
Rođenje ideje
Ogroman broj različitih uređaja se povezuje na Internet. Zašto su bicikli lošiji? Tako je Greyp Bikes došao na ideju koja je postala G6. U svakom trenutku, ovaj bicikl je povezan na . Mobilni operater obezbeđuje vezu, a eSIM se ušiva direktno u bicikl. A to otvara mnogo zanimljivih mogućnosti i za sportaše i za obične ljubitelje biciklizma.
Platforma
Prilikom kreiranja platforme za inovativni proizvod potrebno je uzeti u obzir mnoge nijanse. Stoga je odabir platforme u oblaku za smještaj i pokretanje svih usluga koje zahtijeva moderni električni bicikl bio vrlo važno pitanje. Kompanija je izabrala Amazon Web Services (AWS). To je dijelom bilo zbog činjenice da je Greyp Bikes već imao iskustva s uslugom. Djelomično - zbog svoje popularnosti, široke distribucije među programerima širom svijeta i dobrog odnosa prema Javi / JVM (da, aktivno se koriste u Greyp Bikesima).
AWS je imao dobrog IoT MQTT brokera (Cloud4Y je pisao o protokolima ), idealno za jednostavnu razmjenu podataka s vašim biciklom. Istina, bilo je potrebno nekako uspostaviti vezu s aplikacijom za pametni telefon. Bilo je pokušaja da se ovo implementira samostalno koristeći Websockets, ali je kasnije kompanija odlučila da ne izmišlja točak i prešla je na Google Firebase platformu, koju naširoko koriste mobilni programeri. Od početka razvoja, arhitektura sistema je doživjela mnoga poboljšanja i promjene. Ovako otprilike sada izgleda:
Tech stack
Реализация
Kompanija je omogućila dva načina za prijavu na sistem. Svaki od njih se implementira zasebno, sa različitim tehnologijama za svoj slučaj upotrebe.
Od bicikla do pametnog telefona
Prva stvar koju treba razmotriti kada kreirate sistemsku ulaznu tačku je koji komunikacijski protokol koristiti. Kao što je već spomenuto, kompanija je odabrala MQTT zbog njegove lagane prirode. Protokol je dobar u smislu propusnosti, dobro radi s potencijalno nepouzdanim vezama i štedi energiju baterije, što je posebno važno za Greyp električni bicikl.
MQTT broker koji se koristi je potreban za učitavanje svih podataka koji dolaze s bicikla. Unutar AWS mreže nalazi se Lambda, koja čita binarne podatke koje pruža MQTT broker, analizira ih i dostavlja Apache Kafki na dalju obradu.
Apache Kafka je jezgro sistema. Svi podaci moraju proći kroz njega da bi stigli do konačnog odredišta. Trenutno jezgro sistema ima nekoliko agenata. Najvažniji je onaj koji prikuplja podatke i prenosi ih u InfluxDB hladnjaču. Drugi prenosi podatke u Firebase Realtime bazu podataka, čineći ih dostupnim aplikacijama za pametne telefone. Ovdje Apache Kafka zaista dolazi na scenu - hladno skladište (InfluxDB) pohranjuje sve podatke koji dolaze sa bicikla, a Firebase može dobiti ažurirane informacije (npr. metrike u realnom vremenu - trenutna brzina).
Kafka vam omogućava da primate poruke različitim brzinama i isporučujete ih gotovo odmah u Firebase (za prikaz u aplikaciji na pametnom telefonu) i na kraju ih prenesete u InfluxDB (za analizu podataka, statistiku, praćenje).
Korištenje Kafke također vam omogućava horizontalno skaliranje kako raste opterećenje, kao i povezivanje drugih agenata koji mogu obraditi dolazne podatke svojim tempom i za vlastiti slučaj upotrebe (kao što je utrka između grupe bicikala). Odnosno, rješenje omogućava biciklistima da se takmiče jedni s drugima u različitim karakteristikama. Na primjer, maksimalna brzina, maksimalni skok, maksimalne performanse itd.
Svi servisi (nazvani "GVC" - Greyp Vehicle Cloud) su primarno implementirani u Spring Boot-u i Javi, iako se koriste i drugi jezici. Svaka verzija je upakovana u Docker sliku koja se nalazi u ECR repozitorijumu, koju pokreće i orkestrira Amazon ECS. Iako je NoSQL prilično zgodan i popularan u brojnim slučajevima, Firebase ne može uvijek zadovoljiti sve Greypove potrebe, pa kompanija također koristi MySQL (u RDS-u) za ad-hoc upite (Firebase koristi JSON stablo, koje je efikasnije u u nekim slučajevima) i pohranjivanje određenih podataka. Još jedno skladište koje se koristi je Amazon S3, koji osigurava sigurnost prikupljenih podataka.
Od pametnog telefona do bicikla
Kao što smo već rekli, komunikacija sa pametnim telefonima se uspostavlja preko Firebase-a. Platforma se koristi za autentifikaciju korisnika aplikacije i njihovog dijela baze podataka u realnom vremenu. Zapravo, Firebase je kombinacija dvije stvari: jedna je baza podataka za trajno skladištenje podataka, a druga je za isporuku podataka u realnom vremenu pametnim telefonima putem Websocket veze. Idealna opcija za ovu vrstu veze je izdavanje komandi biciklu kada uređaji nisu blizu jedan drugom (nema dostupna BT/Wi-Fi veza).
U ovom slučaju, Greyp je razvio sopstveni mehanizam za obradu komandi, koji prima poruke sa pametnog telefona preko baze podataka u režimu realnog vremena. Ovaj mehanizam je dio osnovnih aplikacijskih usluga (GVC), čiji je posao da prevede komande pametnog telefona u MQTT poruke koje se prenose na bicikl preko IoT brokera. Kada bicikl primi komandu, obrađuje je, izvodi odgovarajuću radnju i vraća odgovor Firebase-u (pametnom telefonu).
Monitoring
Kontrola parametara
Gotovo svaki backend developer voli spavati noću bez provjere servera svakih 10 minuta. To znači da je u sistem potrebno implementirati automatizirana rješenja za praćenje i uzbunjivanje. Ovo pravilo je relevantno i za Greyp biciklistički ekosistem. Tu su i poznavaoci dobrog sna, pa kompanija koristi dva cloud rješenja: Amazon CloudWatch i jmxtrans.
CloudWatch je usluga praćenja i vidljivosti koja prikuplja podatke za praćenje i rad u obliku evidencije, metrike i događaja, pomažući vam da steknete jedinstveni pogled na AWS aplikacije, usluge i resurse koji se pokreću na AWS platformi i lokalno. Uz CloudWatch, možete lako otkriti anomalno ponašanje u vašim okruženjima, postaviti upozorenja, kreirati uobičajene vizualizacije dnevnika i metrike, izvoditi automatizirane radnje, rješavati probleme i otkriti uvide koji mogu pomoći da vaše aplikacije neometano rade.
CloudWatch prikuplja korisničke metrike i isporučuje ih na kontrolnu tablu. Tamo se kombinuje sa podacima koji dolaze iz drugih resursa kojima upravlja Amazon. JVM prima metriku preko JMX krajnje tačke koristeći "konektor" koji se zove jmxtrans (također hostovan kao Docker kontejner unutar ECS-a).
Drugi dio, karakteristike
Dakle, s kakvom ste vrstom električnog bicikla završili? Greyp G6 električni planinski bicikl opremljen je litijum-jonskom baterijom od 36V, 700 Wh koju napajaju LG ćelije. Umjesto da sakrije bateriju kao što to čine mnogi proizvođači e-bicikala, Greyp je uklonjivu bateriju smjestio tačno u centar okvira. G6 je opremljen MPF motorom nazivne snage od 250 W (a postoji i opcija od 450 W).
Greyp G6 je brdski bicikl sa zadnjim ovjesom Rockhox, uvučenom uz gornju cijev i ostavljajući dovoljno mjesta za uklonjivu bateriju između koljena vozača. Okvir je u enduro stilu i nudi 150 mm hoda zahvaljujući ovjesu. Kabel i kočni vodovi su postavljeni unutar okvira. To osigurava estetski izgled i smanjuje rizik od zahvatanja za grane.
Okvir od 100% karbonskih vlakana je specijalno razvio Greyp koristeći iskustvo stečeno tokom stvaranja Concept One električnog hiperautomobila.
Elektronički paket na Greypu G6 je kontroliran centralnim obavještajnim modulom (CIM) na nosaču. Sadrži ekran u boji, WiFi, Bluetooth, 4G konekciju, žiroskop, USB C konektor, prednju kameru, kao i interfejs sa zadnjom kamerom ispod sjedala. Usput, zadnja kamera . Širokougaone kamere (1080p 30 fps) prvenstveno su dizajnirane za snimanje videa tokom putovanja.
Primjeri fotografija
Kompanija posebnu pažnju posvećuje eSTEM rešenju.
“Greyp eSTEM je centralni pametni modul za bicikl koji kontroliše dvije kamere (prednju i stražnju), prati broj otkucaja srca vozača, ima ugrađeni žiroskop, navigacijski sistem i eSIM, što mu omogućava povezivanje u bilo koje vrijeme. Sistem e-bicikla koristi pametni telefon kao korisničko sučelje, a mobilna aplikacija stvara jedinstveno korisničko iskustvo s raznim novim opcijama kao što su daljinski prekidač bicikla, snimanje fotografija, tekst na biciklu i ograničenje snage.”
Na upravljaču bicikla nalazi se posebno dugme “Share”. Ako se tokom vaše vožnje dogodi nešto zanimljivo ili uzbudljivo, možete pritisnuti dugme i automatski sačuvati zadnjih 15-30 sekundi videa i postaviti ga na račun bicikliste na društvenim mrežama. Na video se također mogu postaviti dodatni podaci. Na primjer, potrošnja energije bicikla, brzina, vrijeme putovanja itd.
Sa telefonom postavljenim na biciklu u načinu rada na kontrolnoj tabli, Greyp G6 može pružiti mnoštvo informacija osim što pokazuje vašu trenutnu brzinu ili nivo baterije. Dakle, biciklist može odabrati bilo koju tačku na karti (na primjer, visoko brdo), a kompjuter će izračunati da li je napunjenost baterije dovoljna da stigne do vrha. Ili će izračunati tačku bez povratka, ako odjednom ne želite da pedalirate na povratku. Iako se pedale mogu prilično lako okretati. Proizvođač uvjerava da bicikl nije težak (iako, ovisno o tome kako ga gledate, njegova težina je 25 kg).
Greyp G6 je sasvim moguće podići
Greyp G6 ima sistem protiv krađe koji je sličan od Tesle. Odnosno, ako dodirnete parkirani bicikl, on će obavijestiti vlasnika i dati mu pristup kameri da sazna ko se vrti oko električnog bicikla. Vozač tada može odabrati daljinski onemogućiti bicikl kako bi spriječio uljeza da se udalji. A s obzirom na to da su ovi sistemi u Greypu godinama bili u razvoju, vjerovatno je da su oni zapravo smislili ovaj sistem prije nego što ga je Tesla implementirao.
U prodaji je nekoliko modela ove serije: G6.1, G6.2, G6.3. G6.1 ubrzava do 25 km/h (15,5 mph) i košta 6 eura. G499 ima maksimalnu brzinu od 6.3 km/h (45 mph) i košta 28 eura. Šta je drugačije kod modela G7 nije jasno, ali košta 499 evra.
Šta još možete pročitati na blogu?
→
→
→
→
→
Pretplatite se na naše -kanal, da ne propustite sljedeći članak! Pišemo ne više od dva puta sedmično i samo poslovno.
izvor: www.habr.com