چگونه یک دوچرخه الکتریکی هوشمند ساخته شد

در هابره اغلب در مورد حمل و نقل الکتریکی می نویسند. و در مورد دوچرخه و همچنین در مورد هوش مصنوعی. Cloud4Y تصمیم گرفت این سه موضوع را با صحبت در مورد یک دوچرخه برقی "هوشمند" که همیشه آنلاین است ترکیب کند. در مورد مدل Greyp G6 صحبت خواهیم کرد.

برای اینکه برای شما جذاب تر شود، مقاله را به دو قسمت تقسیم کرده ایم. اولین مورد به فرآیند ایجاد یک دستگاه، پلت فرم و پروتکل های ارتباطی اختصاص دارد. مورد دوم مشخصات فنی، شرح سخت افزار و قابلیت های دوچرخه است.

بخش اول، باطن

Greyp Bikes یک تولید کننده دوچرخه های برقی درجه یک کروات است که متعلق به سازنده محلی سوپراسپرت های عجیب و غریب Rimac است. این شرکت دوچرخه های واقعا جالبی ایجاد می کند. فقط به مدل قبلی یعنی G12S با سیستم تعلیق دوگانه نگاه کنید. چیزی بین دوچرخه برقی و موتورسیکلت برقی بود، زیرا این دستگاه می توانست تا 70 کیلومتر در ساعت شتاب بگیرد، موتور قدرتمندی داشت و با یک بار شارژ 120 کیلومتر را طی کرد.

ظاهراً G6 زیباتر و خارج از جاده است، اما ویژگی اصلی آن "اتصال" است. دوچرخه Greyp با ارائه دوچرخه ای که همیشه «آنلاین» است، گام مهمی در جهت توسعه اینترنت اشیا برداشت. اما اجازه دهید ابتدا در مورد چگونگی ایجاد دوچرخه الکتریکی "هوشمند" صحبت کنیم.

تولد یک ایده

تعداد زیادی دستگاه مختلف به اینترنت متصل می شوند. چرا دوچرخه بدتر است؟ اینگونه بود که Greyp Bikes ایده ای را مطرح کرد که تبدیل به G6 شد. در هر زمان، این دوچرخه به آن متصل می شود سرور ابری. اپراتور تلفن همراه اتصال را فراهم می کند و eSIM مستقیماً به دوچرخه دوخته می شود. و این فرصت های جالب زیادی را هم برای ورزشکاران و هم برای علاقه مندان به دوچرخه سواری معمولی باز می کند.

پلت فرم

هنگام ایجاد یک پلت فرم برای یک محصول نوآورانه، بسیاری از تفاوت های ظریف باید در نظر گرفته شود. بنابراین انتخاب یک پلتفرم ابری برای میزبانی و اجرای کلیه خدمات مورد نیاز یک دوچرخه برقی مدرن موضوع بسیار مهمی بود. این شرکت خدمات وب آمازون (AWS) را انتخاب کرد. این تا حدودی به دلیل این واقعیت بود که Greyp Bikes قبلاً در این سرویس تجربه داشت. تا حدی - به دلیل محبوبیت، توزیع گسترده در بین توسعه دهندگان در سراسر جهان و نگرش خوب نسبت به Java / JVM (بله، آنها به طور فعال در Greyp Bikes استفاده می شوند).

AWS یک کارگزار خوب IoT MQTT داشت (Cloud4Y در مورد پروتکل ها نوشت زودتر)، ایده آل برای تبادل آسان داده با دوچرخه شما. درست است، لازم بود به نحوی با برنامه تلفن هوشمند ارتباط برقرار کنیم. تلاش‌هایی برای پیاده‌سازی این امر به تنهایی با استفاده از Websockets صورت گرفت، اما بعداً شرکت تصمیم گرفت چرخ را دوباره اختراع نکند و به پلتفرم Google Firebase که به طور گسترده توسط توسعه‌دهندگان موبایل استفاده می‌شود، روی آورد. از ابتدای توسعه، معماری سیستم دستخوش پیشرفت ها و تغییرات زیادی شده است. این تقریباً همان چیزی است که اکنون به نظر می رسد:

پشته فنی

اجرا

این شرکت دو راه برای ورود به سیستم ارائه کرده است. هر یک از آنها به طور جداگانه با فناوری های مختلف برای مورد استفاده خود پیاده سازی شده است.

از دوچرخه تا گوشی هوشمند

اولین چیزی که هنگام ایجاد یک نقطه ورود سیستم باید در نظر گرفت این است که از چه پروتکل ارتباطی استفاده کنیم. همانطور که قبلا ذکر شد، این شرکت MQTT را به دلیل ماهیت سبک آن انتخاب کرد. این پروتکل از نظر توان عملیاتی خوب است، با اتصالات بالقوه نامطمئن به خوبی کار می کند، و در مصرف باتری صرفه جویی می کند، که به ویژه برای دوچرخه برقی Greyp مهم است.

کارگزار MQTT مورد استفاده برای بارگیری تمام داده های بدست آمده از دوچرخه مورد نیاز است. در داخل شبکه AWS Lambda وجود دارد که داده های باینری ارائه شده توسط کارگزار MQTT را می خواند، آن را تجزیه می کند و برای پردازش بیشتر به آپاچی کافکا تحویل می دهد.

آپاچی کافکا هسته اصلی سیستم است. تمام داده ها باید از آن عبور کنند تا به مقصد نهایی خود برسند. در حال حاضر، هسته سیستم دارای چندین عامل است. مهم‌ترین آنها داده‌ها را جمع‌آوری کرده و به ذخیره‌سازی سرد InfluxDB منتقل می‌کند. دیگری داده ها را به پایگاه داده Firebase Realtime منتقل می کند و آن را در دسترس برنامه های تلفن هوشمند قرار می دهد. اینجاست که آپاچی کافکا واقعاً وارد می‌شود - ذخیره‌سازی سرد (InfluxDB) تمام داده‌های دریافتی از دوچرخه را ذخیره می‌کند و Firebase می‌تواند اطلاعات به‌روز را دریافت کند (مثلاً معیارهای زمان واقعی - سرعت فعلی).

کافکا به شما امکان می دهد پیام ها را با سرعت های مختلف دریافت کنید و آنها را تقریباً بلافاصله به Firebase (برای نمایش در یک برنامه در تلفن هوشمند) تحویل دهید و در نهایت آنها را به InfluxDB (برای تجزیه و تحلیل داده ها، آمار، نظارت) منتقل کنید.

استفاده از کافکا همچنین به شما این امکان را می‌دهد که با افزایش بار، مقیاس افقی را انجام دهید، و همچنین عوامل دیگری را که می‌توانند داده‌های دریافتی را با سرعت خود و برای مورد استفاده خود پردازش کنند (مانند مسابقه بین گروهی از دوچرخه‌ها) به یکدیگر متصل کنید. یعنی این راه حل به دوچرخه سواران اجازه می دهد تا در ویژگی های مختلف با یکدیگر رقابت کنند. به عنوان مثال، حداکثر سرعت، حداکثر پرش، حداکثر عملکرد و غیره.

همه سرویس ها (به نام "GVC" - Greyp Vehicle Cloud) عمدتاً در Spring Boot و Java پیاده سازی می شوند، اگرچه از زبان های دیگر نیز استفاده می شود. هر بیلد در یک تصویر Docker که در مخزن ECR میزبانی شده است، بسته بندی شده است که توسط Amazon ECS راه اندازی و تنظیم شده است. در حالی که NoSQL برای تعدادی از موارد بسیار راحت و محبوب است، Firebase همیشه نمی تواند تمام نیازهای Greyp را برآورده کند، و بنابراین این شرکت همچنین از MySQL (در RDS) برای پرس و جوهای ad-hoc استفاده می کند (Firebase از درخت JSON استفاده می کند که کارآمدتر است. برخی موارد) و ذخیره داده های خاص. یکی دیگر از حافظه های مورد استفاده آمازون S3 است که امنیت داده های جمع آوری شده را تضمین می کند.

از گوشی هوشمند گرفته تا دوچرخه

همانطور که قبلاً گفتیم ارتباط با گوشی های هوشمند از طریق Firebase برقرار می شود. این پلتفرم برای احراز هویت کاربران برنامه و بخش آنها از پایگاه داده در زمان واقعی استفاده می شود. در واقع، Firebase ترکیبی از دو چیز است: یکی پایگاه داده ای برای ذخیره سازی دائمی داده ها، و دیگری برای ارائه داده های بلادرنگ به تلفن های هوشمند از طریق اتصال Websocket. گزینه ایده آل برای این نوع اتصال، صدور فرمان به دوچرخه زمانی است که دستگاه ها به یکدیگر نزدیک نیستند (اتصال BT/Wi-Fi در دسترس نیست).

در این مورد، Greyp مکانیزم پردازش فرمان خود را توسعه داده است که پیام ها را از تلفن هوشمند از طریق پایگاه داده در حالت بلادرنگ دریافت می کند. این مکانیسم بخشی از خدمات اصلی برنامه (GVC) است که وظیفه آن ترجمه دستورات تلفن هوشمند به پیام های MQTT است که از طریق یک کارگزار اینترنت اشیا به دوچرخه منتقل می شود. هنگامی که دوچرخه فرمانی را دریافت می کند، آن را پردازش می کند، عمل مناسب را انجام می دهد و پاسخی را به Firebase (گوشی هوشمند) برمی گرداند.

نظارت

کنترل پارامتر

تقریباً هر توسعه‌دهنده‌ای دوست دارد شب‌ها بدون بررسی سرورها هر 10 دقیقه بخوابد. این بدان معناست که پیاده سازی راه حل های نظارت و هشدار خودکار در سیستم ضروری است. این قانون برای اکوسیستم دوچرخه سواری گریپ نیز مرتبط است. همچنین خبره‌هایی از خواب خوب شبانه وجود دارد، بنابراین این شرکت از دو راه‌حل ابری استفاده می‌کند: Amazon CloudWatch و jmxtrans.

CloudWatch یک سرویس نظارت و دید است که داده‌های نظارت و عملیاتی را در قالب گزارش‌ها، معیارها و رویدادها جمع‌آوری می‌کند و به شما کمک می‌کند دیدی یکپارچه از برنامه‌ها، سرویس‌ها و منابع AWS در حال اجرا بر روی پلتفرم AWS و در محل به دست آورید. با CloudWatch، می‌توانید به راحتی رفتارهای غیرعادی را در محیط‌های خود تشخیص دهید، هشدارها را تنظیم کنید، تجسم‌های مشترکی از گزارش‌ها و معیارها ایجاد کنید، اقدامات خودکار انجام دهید، مشکلات را عیب‌یابی کنید و بینش‌های عملی را کشف کنید که به اجرای روان برنامه‌های شما کمک می‌کند.

CloudWatch معیارهای کاربر را جمع آوری کرده و به داشبورد تحویل می دهد. در آنجا، با داده هایی که از سایر منابع مدیریت شده توسط آمازون می آید ترکیب می شود. JVM معیارها را از طریق یک نقطه پایانی JMX با استفاده از یک "اتصال" به نام jmxtrans دریافت می کند (همچنین به عنوان یک ظرف Docker در داخل ECS میزبانی می شود).

بخش دوم، ویژگی ها

پس در نهایت با چه نوع دوچرخه برقی ساخته شدی؟ دوچرخه کوهستان برقی Greyp G6 مجهز به باتری لیتیوم یونی 36 ولت و 700 وات ساعت است که توسط سلول های ال جی تغذیه می شود. Greyp به جای پنهان کردن باتری مانند بسیاری از تولیدکنندگان دوچرخه الکترونیکی، باتری قابل جابجایی را درست در مرکز قاب قرار داد. G6 مجهز به یک موتور MPF با توان نامی 250 وات است (و همچنین یک گزینه 450 وات نیز وجود دارد).

Greyp G6 یک دوچرخه کوهستانی است که دارای سیستم تعلیق عقب Rockhox است که در نزدیکی لوله بالایی قرار گرفته و فضای زیادی را برای باتری قابل جابجایی بین زانوهای راننده باقی می گذارد. این قاب به سبک enduro است و به لطف سیستم تعلیق، مسافت 150 میلی متری را ارائه می دهد. کابل و خطوط ترمز در داخل قاب قرار می گیرند. این امر ظاهر زیبایی را تضمین می کند و خطر گیر افتادن در شاخه ها را کاهش می دهد.

قاب 100٪ فیبر کربنی توسط Greyp با استفاده از تجربه به دست آمده در طول ساخت هایپرکار الکتریکی Concept One توسعه یافته است.

مجموعه الکترونیکی در Greyp G6 توسط یک ماژول هوشمند مرکزی (CIM) روی ساقه کنترل می شود. این صفحه نمایش رنگی، وای فای، بلوتوث، اتصال 4G، ژیروسکوپ، کانکتور USB C، دوربین جلو و همچنین رابطی با دوربین زیر زینی پشتی دارد. اتفاقا دوربین عقب احاطه شده توسط 4 LED. دوربین های زاویه باز (1080p 30 fps) عمدتاً برای فیلمبرداری در حین سفر طراحی شده اند.

نمونه عکس





این شرکت توجه ویژه ای به راه حل eSTEM دارد.

Greyp eSTEM یک ماژول هوشمند مرکزی برای دوچرخه است که دو دوربین (جلو و عقب) را کنترل می‌کند، ضربان قلب راکب را کنترل می‌کند، دارای ژیروسکوپ داخلی، سیستم ناوبری و eSIM است که به آن امکان اتصال در هر زمان را می‌دهد. سیستم دوچرخه الکترونیکی از گوشی هوشمند به‌عنوان رابط کاربری استفاده می‌کند و اپلیکیشن موبایل با گزینه‌های مختلف جدید مانند سوئیچ دوچرخه از راه دور، عکس‌برداری، متن به دوچرخه و محدود کردن برق، تجربه کاربری منحصربه‌فردی را ایجاد می‌کند.

دکمه مخصوص "اشتراک گذاری" روی دسته دوچرخه وجود دارد. اگر در طول سواری شما اتفاق جالب یا هیجان انگیزی افتاد، می توانید یک دکمه را فشار دهید و به طور خودکار 15 تا 30 ثانیه آخر ویدیو را ذخیره کنید و آن را در حساب رسانه اجتماعی دوچرخه سوار آپلود کنید. همچنین ممکن است داده‌های اضافی روی ویدیو قرار داده شود. به عنوان مثال، مصرف انرژی دوچرخه، سرعت، زمان سفر و غیره.

با نصب تلفن روی دوچرخه در حالت داشبورد، Greyp G6 می‌تواند اطلاعات زیادی فراتر از نشان دادن سرعت فعلی یا سطح باتری شما ارائه دهد. بنابراین، یک دوچرخه‌سوار می‌تواند هر نقطه‌ای از نقشه را انتخاب کند (مثلاً یک تپه بلند)، و رایانه محاسبه می‌کند که آیا شارژ باتری برای رسیدن به بالا کافی است یا خیر. یا اگر ناگهان نمی خواهید در راه بازگشت پدال بزنید، نقطه بی بازگشت را محاسبه می کند. اگرچه پدال ها را می توان به راحتی چرخاند. سازنده اطمینان می دهد که دوچرخه سنگین نیست (اگرچه بسته به نوع نگاه شما، وزن آن 25 کیلوگرم است).

بلند کردن Greyp G6 کاملاً امکان پذیر است

Greyp G6 دارای سیستم ضد سرقت است که مشابه آن است حالت نگهبانی از تسلا یعنی اگر دوچرخه پارک شده را لمس کنید، صاحب آن را مطلع می کند و به او اجازه دسترسی به دوربین را می دهد تا متوجه شود چه کسی دور دوچرخه برقی می چرخد. سپس راننده می‌تواند دوچرخه را از راه دور غیرفعال کند تا از دور شدن مهاجم جلوگیری کند. و با توجه به اینکه این سیستم‌ها برای سال‌ها در Greyp در حال توسعه بوده‌اند، احتمالاً قبل از پیاده‌سازی تسلا به این سیستم رسیده‌اند.

چندین مدل از این سری در فروش وجود دارد: G6.1، G6.2، G6.3. G6.1 به سرعت 25 کیلومتر در ساعت (15,5 مایل در ساعت) می رسد و 6 یورو قیمت دارد. حداکثر سرعت G499 6.3 کیلومتر در ساعت (45 مایل در ساعت) است و قیمت آن 28 یورو است. تفاوت مدل G7 مشخص نیست، اما قیمت آن 499 یورو است.

چه چیز دیگری می توانید در وبلاگ بخوانید؟ Cloud4Y

→ مسیر هوش مصنوعی از یک ایده خارق العاده به صنعت علمی
→ 4 روش برای صرفه جویی در پشتیبان گیری ابری
→ راه اندازی تاپ در گنو/لینوکس
→ تابستان تقریباً تمام شده است. تقریبا هیچ داده افشا نشده ای باقی نمانده است
→ اینترنت اشیا، مه و ابرها: بیایید در مورد فناوری صحبت کنیم؟

مشترک ما شوید تلگرام-کانال، تا مقاله بعدی را از دست ندهید! ما بیش از دو بار در هفته نمی نویسیم و فقط به صورت تجاری.

منبع: www.habr.com