En Habré escriben a menudo sobre transporte eléctrico. Y sobre bicicletas. Y también sobre la IA. Cloud4Y decidió combinar estos tres temas hablando de una bicicleta eléctrica “inteligente” que siempre está online. Hablaremos del modelo Greyp G6.
Para hacerlo más interesante para ti, hemos dividido el artículo en dos partes. El primero está dedicado al proceso de creación de un dispositivo, plataforma y protocolos de comunicación. El segundo son las especificaciones técnicas, una descripción del hardware y las capacidades de la bicicleta.
Primera parte, backend
Greyp Bikes es un fabricante croata de bicicletas eléctricas premium, propiedad del exótico fabricante local de superdeportivos Rimac. La empresa crea bicicletas realmente interesantes. Basta con mirar el modelo anterior, el G12S de doble suspensión. Era algo entre una bicicleta eléctrica y una motocicleta eléctrica, ya que el dispositivo podía acelerar hasta 70 km/h, tenía un motor potente y recorría 120 km con una sola carga.
El G6 resultó ser más elegante y todoterreno, pero su característica principal es la “conectividad”. dio un paso importante hacia el desarrollo de IoT al ofrecer una bicicleta que siempre está "en línea". Pero primero hablemos de cómo se creó la bicicleta eléctrica "inteligente".
Nacimiento de una idea
Una gran cantidad de dispositivos diferentes se conectan a Internet. ¿Por qué son peores las bicicletas? Así fue como a Greyp Bikes se le ocurrió la idea que se convirtió en la G6. En cualquier momento dado, esta bicicleta está conectada a . El operador de telefonía móvil proporciona la conexión y la eSIM se cose directamente a la bicicleta. Y esto abre muchas oportunidades interesantes tanto para los atletas como para los entusiastas del ciclismo.
plataforma
Al crear una plataforma para un producto innovador, es necesario tener en cuenta muchos matices. Por lo tanto, elegir una plataforma en la nube para alojar y ejecutar todos los servicios que requiere una bicicleta eléctrica moderna fue una cuestión muy importante. La empresa eligió Amazon Web Services (AWS). Esto se debió en parte al hecho de que Greyp Bikes ya tenía experiencia con el servicio. En parte, debido a su popularidad, su amplia distribución entre los desarrolladores de todo el mundo y su buena actitud hacia Java/JVM (sí, se utilizan activamente en Greyp Bikes).
AWS tenía un buen corredor IoT MQTT (Cloud4Y escribió sobre protocolos ), ideal para facilitar el intercambio de datos con tu bicicleta. Es cierto que era necesario establecer de alguna manera una conexión con la aplicación del teléfono inteligente. Hubo intentos de implementar esto por su cuenta utilizando Websockets, pero luego la compañía decidió no reinventar la rueda y cambió a la plataforma Google Firebase, que es ampliamente utilizada por los desarrolladores de dispositivos móviles. Desde el comienzo del desarrollo, la arquitectura del sistema ha sufrido muchas mejoras y cambios. Así es más o menos como se ve ahora:
Pila de tecnología
implementación
La empresa ha proporcionado dos formas de iniciar sesión en el sistema. Cada uno de ellos se implementa por separado, con diferentes tecnologías para su caso de uso.
De la bicicleta al teléfono inteligente
Lo primero que hay que considerar al crear un punto de entrada al sistema es qué protocolo de comunicación utilizar. Como ya se mencionó, la empresa eligió MQTT por su naturaleza liviana. El protocolo es bueno en términos de rendimiento, funciona bien con conexiones potencialmente poco confiables y ahorra energía de la batería, lo cual es especialmente importante para la bicicleta eléctrica Greyp.
Se requiere el broker MQTT utilizado para cargar todos los datos provenientes de la bicicleta. Dentro de la red AWS se encuentra Lambda, que lee los datos binarios proporcionados por el corredor MQTT, los analiza y los entrega a Apache Kafka para su posterior procesamiento.
Apache Kafka es el núcleo del sistema. Todos los datos deben pasar por él para llegar a su destino final. Actualmente, el núcleo del sistema cuenta con varios agentes. El más importante es el que recopila datos y los transfiere al almacenamiento en frío de InfluxDB. El otro transfiere los datos a la base de datos Firebase Realtime, poniéndolos a disposición de las aplicaciones de teléfonos inteligentes. Aquí es donde realmente entra en juego Apache Kafka: el almacenamiento en frío (InfluxDB) almacena todos los datos provenientes de la bicicleta y Firebase puede obtener información actualizada (por ejemplo, métricas en tiempo real, velocidad actual).
Kafka le permite recibir mensajes a diferentes velocidades y entregarlos casi inmediatamente a Firebase (para mostrarlos en una aplicación en un teléfono inteligente) y, finalmente, transferirlos a InfluxDB (para análisis de datos, estadísticas, monitoreo).
El uso de Kafka también le permite escalar horizontalmente a medida que aumenta la carga, así como conectar otros agentes que pueden procesar datos entrantes a su propio ritmo y para su propio caso de uso (como una carrera entre un grupo de bicicletas). Es decir, la solución permite a los ciclistas competir entre sí en una variedad de características. Por ejemplo, velocidad máxima, salto máximo, rendimiento máximo, etc.
Todos los servicios (llamados "GVC" - Greyp Vehicle Cloud) se implementan principalmente en Spring Boot y Java, aunque también se utilizan otros lenguajes. Cada compilación está empaquetada en una imagen de Docker alojada en el repositorio de ECR, lanzada y orquestada por Amazon ECS. Si bien NoSQL es bastante conveniente y popular en varios casos, Firebase no siempre puede satisfacer todas las necesidades de Greyp, por lo que la compañía también usa MySQL (en RDS) para consultas ad-hoc (Firebase usa un árbol JSON, que es más eficiente en algunos casos) y almacenar datos específicos. Otro almacenamiento utilizado es Amazon S3, que garantiza la seguridad de los datos recopilados.
Del smartphone a la bicicleta
Como ya hemos dicho, la comunicación con los smartphones se establece a través de Firebase. La plataforma se utiliza para autenticar a los usuarios de la aplicación y su parte de la base de datos en tiempo real. De hecho, Firebase es una combinación de dos cosas: una es una base de datos para el almacenamiento de datos persistente y la otra es para entregar datos en tiempo real a teléfonos inteligentes a través de una conexión Websocket. La opción ideal para este tipo de conexión es dar órdenes a la bicicleta cuando los dispositivos no están cerca entre sí (no hay conexión BT/Wi-Fi disponible).
En este caso, Greyp ha desarrollado su propio mecanismo de procesamiento de comandos, que recibe mensajes del smartphone a través de una base de datos en modo de tiempo real. Este mecanismo forma parte de los servicios de aplicaciones centrales (GVC), cuyo trabajo es traducir los comandos de los teléfonos inteligentes en mensajes MQTT transmitidos a la bicicleta a través de un intermediario de IoT. Cuando la bicicleta recibe un comando, lo procesa, realiza la acción adecuada y devuelve una respuesta a Firebase (teléfono inteligente).
Monitoreo
Control de parámetros
A casi todos los desarrolladores backend les gusta dormir por la noche sin revisar los servidores cada 10 minutos. Esto significa que es necesario implementar soluciones automatizadas de monitoreo y alerta en el sistema. Esta regla también es relevante para el ecosistema ciclista de Greyp. También hay amantes del sueño reparador, por eso la empresa utiliza dos soluciones en la nube: Amazon CloudWatch y jmxtrans.
CloudWatch es un servicio de monitoreo y visibilidad que recopila datos operativos y de monitoreo en forma de registros, métricas y eventos, lo que lo ayuda a obtener una vista unificada de las aplicaciones, servicios y recursos de AWS que se ejecutan en la plataforma de AWS y en las instalaciones. Con CloudWatch, puede detectar fácilmente comportamientos anómalos en sus entornos, configurar alertas, crear visualizaciones comunes de registros y métricas, realizar acciones automatizadas, solucionar problemas y descubrir información útil que ayude a mantener sus aplicaciones funcionando sin problemas.
CloudWatch recopila métricas de usuario y las entrega a un panel. Allí, se combinan con datos provenientes de otros recursos administrados por Amazon. La JVM recibe métricas a través de un punto final JMX mediante un "conector" llamado jmxtrans (también alojado como un contenedor Docker dentro de ECS).
Segunda parte, características.
Entonces, ¿con qué tipo de bicicleta eléctrica terminaste? La bicicleta de montaña eléctrica Greyp G6 está equipada con una batería de iones de litio de 36 V y 700 Wh alimentada por celdas LG. En lugar de ocultar la batería como hacen muchos fabricantes de bicicletas eléctricas, Greyp colocó la batería extraíble justo en el centro del cuadro. El G6 está equipado con un motor MPF con una potencia nominal de 250 W (y también hay una opción de 450 W).
La Greyp G6 es una bicicleta de montaña que cuenta con suspensión trasera Rockhox, situada cerca del tubo superior y que deja mucho espacio para una batería extraíble entre las rodillas del ciclista. El cuadro es de estilo enduro y ofrece 150 mm de recorrido gracias a la suspensión. Los cables y los conductos de freno pasan por el interior del cuadro. Esto garantiza una apariencia estética y reduce el riesgo de quedar atrapado en las ramas.
El marco 100% de fibra de carbono fue desarrollado especialmente por Greyp utilizando la experiencia adquirida durante la creación del hipercoche eléctrico Concept One.
El conjunto de electrónica del Greyp G6 está controlado por un módulo de inteligencia central (CIM) en el vástago. Incluye una pantalla a color, WiFi, Bluetooth, conectividad 4G, un giroscopio, un conector USB C, una cámara frontal, así como una interfaz con una cámara trasera debajo del sillín. Por cierto, la cámara trasera. . Las cámaras gran angular (1080p 30 fps) están diseñadas principalmente para grabar vídeos mientras viaja.
Ejemplos de fotos
La empresa presta especial atención a la solución eSTEM.
“Greyp eSTEM es un módulo inteligente central para la bicicleta que controla dos cámaras (delantera y trasera), monitorea la frecuencia cardíaca del ciclista, tiene un giroscopio incorporado, un sistema de navegación y una eSIM, lo que le permite estar conectado en cualquier momento. El sistema de bicicleta eléctrica utiliza el teléfono inteligente como interfaz de usuario y la aplicación móvil crea una experiencia de usuario única con varias opciones nuevas, como cambio remoto de bicicleta, captura de fotografías, envío de mensajes de texto a la bicicleta y limitación de potencia”.
Hay un botón especial "Compartir" en el manillar de la bicicleta. Si sucede algo interesante o emocionante durante su recorrido, puede presionar un botón y guardar automáticamente los últimos 15 a 30 segundos del video y subirlo a la cuenta de redes sociales del ciclista. También se pueden superponer datos adicionales al vídeo. Por ejemplo, el consumo energético de la bicicleta, la velocidad, el tiempo de viaje, etc.
Con el teléfono montado en la bicicleta en modo tablero, el Greyp G6 puede proporcionar una gran cantidad de información más allá de solo mostrar su velocidad actual o el nivel de batería. Así, un ciclista puede seleccionar cualquier punto del mapa (por ejemplo, una colina alta) y el ordenador calculará si la carga de la batería es suficiente para llegar a la cima. O calculará el punto de no retorno, si de repente no quieres pedalear en el camino de vuelta. Aunque los pedales se pueden girar con bastante facilidad. El fabricante asegura que la bicicleta no pesa (aunque según se mire su peso es de 25 kg).
Greyp G6 es bastante posible de levantar
Greyp G6 tiene un sistema antirrobo similar al de Tesla. Es decir, si tocas una bicicleta estacionada, avisará al propietario y le dará acceso a la cámara para saber quién está dando vueltas alrededor de la bicicleta eléctrica. Luego, el conductor puede optar por desactivar la bicicleta de forma remota para evitar que el intruso se vaya. Y dado que estos sistemas han estado en desarrollo en Greyp durante años, es probable que hayan ideado este sistema antes de que Tesla lo implementara.
Hay varios modelos de esta serie a la venta: G6.1, G6.2, G6.3. El G6.1 acelera a 25 km/h (15,5 mph) y cuesta 6 €. El G499 tiene una velocidad máxima de 6.3 km/h (45 mph) y cuesta 28 €. No está claro en qué se diferencia el modelo G7, pero cuesta 499 euros.
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Fuente: habr.com