Na Habré często piszą o transporcie elektrycznym. I o rowerach. A także o sztucznej inteligencji. Cloud4Y postanowił połączyć te trzy tematy, mówiąc o „inteligentnym” rowerze elektrycznym, który jest zawsze online. Porozmawiamy o modelu Greyp G6.
Aby było dla Ciebie ciekawiej, podzieliliśmy artykuł na dwie części. Pierwsza poświęcona jest procesowi tworzenia urządzenia, platformy i protokołów komunikacyjnych. Drugi to specyfikacja techniczna, opis osprzętu i możliwości roweru.
Część pierwsza, zaplecze
Greyp Bikes to chorwacki producent rowerów elektrycznych klasy premium, którego właścicielem jest lokalny producent egzotycznych supersamochodów Rimac. Firma tworzy naprawdę ciekawe rowery. Wystarczy spojrzeć na poprzedni model, G12S z podwójnym zawieszeniem. Było to coś pomiędzy rowerem elektrycznym a motocyklem elektrycznym, gdyż urządzenie rozpędzało się do 70 km/h, miało mocny silnik i na jednym ładowaniu przejeżdżało 120 km.
G6 okazał się bardziej elegancki i terenowy, ale jego główną cechą jest „łączność”. zrobił ważny krok w kierunku rozwoju IoT oferując rower, który jest zawsze „online”. Ale najpierw porozmawiajmy o tym, jak w ogóle powstał „inteligentny” rower elektryczny.
Narodziny pomysłu
Ogromna liczba różnych urządzeń łączy się z Internetem. Dlaczego rowery są gorsze? W ten sposób firma Greyp Bikes wpadła na pomysł, który stał się G6. W dowolnym momencie ten rower jest podłączony do . Łączność zapewnia operator komórkowy, a karta eSIM jest wszyta bezpośrednio w rower. A to otwiera wiele ciekawych możliwości zarówno dla sportowców, jak i zwykłych entuzjastów kolarstwa.
platforma
Tworząc platformę dla innowacyjnego produktu, należy wziąć pod uwagę wiele niuansów. Dlatego bardzo ważną kwestią był wybór platformy chmurowej do hostowania i uruchamiania wszystkich usług wymaganych przez nowoczesny rower elektryczny. Firma wybrała Amazon Web Services (AWS). Częściowo wynikało to z faktu, że Greyp Bikes miało już doświadczenie z usługą. Częściowo – ze względu na jego popularność, szeroką dystrybucję wśród programistów na całym świecie i dobre podejście do Java/JVM (tak, są one aktywnie wykorzystywane w Greyp Bikes).
AWS miał dobrego brokera IoT MQTT (Cloud4Y napisał o protokołach ), idealny do łatwej wymiany danych z rowerem. To prawda, trzeba było w jakiś sposób nawiązać połączenie z aplikacją na smartfona. Były próby samodzielnego wdrożenia tego za pomocą Websockets, jednak później firma zdecydowała się nie wymyślać koła na nowo i przeszła na platformę Google Firebase, z której powszechnie korzystają deweloperzy mobilni. Od początku rozwoju architektura systemu przeszła wiele udoskonaleń i zmian. Tak to mniej więcej wygląda teraz:
Stos technologii
realizacja
Firma udostępniła dwa sposoby logowania się do systemu. Każdy z nich jest realizowany osobno, z różnymi technologiami dla jego przypadku użycia.
Od roweru do smartfona
Pierwszą rzeczą do rozważenia podczas tworzenia punktu wejścia do systemu jest to, jakiego protokołu komunikacyjnego użyć. Jak już wspomniano, firma wybrała MQTT ze względu na jego lekkość. Protokół jest dobry pod względem przepustowości, dobrze radzi sobie z potencjalnie zawodnymi połączeniami i oszczędza energię baterii, co jest szczególnie ważne w przypadku roweru elektrycznego Greyp.
Do załadowania wszystkich danych pochodzących z roweru wymagany jest używany broker MQTT. Wewnątrz sieci AWS znajduje się Lambda, która odczytuje dane binarne dostarczone przez brokera MQTT, analizuje je i dostarcza do Apache Kafka w celu dalszego przetwarzania.
Sercem systemu jest Apache Kafka. Wszystkie dane muszą przez niego przejść, aby dotrzeć do miejsca docelowego. Obecnie rdzeń systemu składa się z kilku agentów. Najważniejszy jest ten, który zbiera dane i przekazuje je do chłodni InfluxDB. Druga przesyła dane do bazy Firebase Realtime, udostępniając je aplikacjom na smartfony. I tu właśnie wkracza Apache Kafka – chłodnia (InfluxDB) przechowuje wszystkie dane pochodzące z roweru, a Firebase może uzyskać aktualne informacje (np. dane w czasie rzeczywistym – aktualna prędkość).
Kafka umożliwia odbieranie wiadomości z różną szybkością i niemal natychmiastowe dostarczanie ich do Firebase (w celu wyświetlenia w aplikacji na smartfonie) i ostatecznie przesłanie ich do InfluxDB (w celu analizy danych, statystyk, monitorowania).
Korzystanie z Kafki umożliwia także skalowanie w poziomie wraz ze wzrostem obciążenia, a także łączenie innych agentów, którzy mogą przetwarzać przychodzące dane we własnym tempie i dla własnego przypadku użycia (takiego jak wyścig pomiędzy grupą rowerów). Oznacza to, że rozwiązanie pozwala rowerzystom konkurować ze sobą na różnych cechach. Na przykład maksymalna prędkość, maksymalny skok, maksymalna wydajność itp.
Wszystkie usługi (tzw. „GVC” – Greyp Vehicle Cloud) implementowane są przede wszystkim w Spring Boot i Javie, choć wykorzystywane są także inne języki. Każda kompilacja jest spakowana w obraz Dockera hostowany w repozytorium ECR, uruchamiany i koordynowany przez Amazon ECS. Chociaż NoSQL jest dość wygodny i popularny w wielu przypadkach, Firebase nie zawsze może zaspokoić wszystkie potrzeby Greypa, dlatego firma używa również MySQL (w RDS) do zapytań ad hoc (Firebase używa drzewa JSON, które jest bardziej wydajne w niektórych przypadkach) i przechowywanie określonych danych. Kolejnym wykorzystywanym nośnikiem jest Amazon S3, który zapewnia bezpieczeństwo gromadzonych danych.
Od smartfona po rower
Jak już powiedzieliśmy, komunikacja ze smartfonami odbywa się za pośrednictwem Firebase. Platforma służy do uwierzytelniania użytkowników aplikacji i ich fragmentu bazy danych w czasie rzeczywistym. Tak naprawdę Firebase to połączenie dwóch rzeczy: jedna to baza danych do trwałego przechowywania danych, a druga to dostarczanie danych w czasie rzeczywistym do smartfonów za pośrednictwem połączenia Websocket. Idealną opcją dla tego typu połączenia jest wydawanie poleceń rowerowi, gdy urządzenia nie znajdują się blisko siebie (brak połączenia BT/Wi-Fi).
W tym przypadku Greyp opracował własny mechanizm przetwarzania poleceń, który odbiera wiadomości ze smartfona poprzez bazę danych w trybie czasu rzeczywistego. Mechanizm ten jest częścią podstawowych usług aplikacyjnych (GVC), których zadaniem jest tłumaczenie poleceń smartfona na komunikaty MQTT przesyłane do roweru za pośrednictwem brokera IoT. Gdy rower otrzyma polecenie, przetwarza je, wykonuje odpowiednią akcję i zwraca odpowiedź do Firebase (smartfon).
Monitorowanie
Kontrola parametrów
Prawie każdy programista backendowy lubi spać w nocy bez sprawdzania serwerów co 10 minut. Oznacza to konieczność wdrożenia w systemie zautomatyzowanych rozwiązań monitorujących i alarmujących. Zasada ta dotyczy również ekosystemu rowerowego Greyp. Nie brakuje też koneserów dobrego snu, dlatego firma korzysta z dwóch rozwiązań chmurowych: Amazon CloudWatch i jmxtrans.
CloudWatch to usługa monitorowania i widoczności, która gromadzi dane monitorujące i operacyjne w postaci dzienników, metryk i zdarzeń, pomagając uzyskać ujednolicony widok aplikacji, usług i zasobów AWS działających na platformie AWS i lokalnie. Dzięki CloudWatch możesz łatwo wykrywać nietypowe zachowania w swoich środowiskach, ustawiać alerty, tworzyć wspólne wizualizacje dzienników i metryk, wykonywać zautomatyzowane działania, rozwiązywać problemy i odkrywać przydatne spostrzeżenia, które pomogą zapewnić płynne działanie aplikacji.
CloudWatch zbiera dane o użytkownikach i dostarcza je do pulpitu nawigacyjnego. Tam są one łączone z danymi pochodzącymi z innych zasobów zarządzanych przez Amazon. Maszyna JVM odbiera metryki za pośrednictwem punktu końcowego JMX przy użyciu „łącznika” zwanego jmxtrans (również hostowanego jako kontener Docker w ECS).
Część druga, charakterystyka
Jaki więc rodzaj roweru elektrycznego ostatecznie wybrałeś? Elektryczny rower górski Greyp G6 wyposażony jest w akumulator litowo-jonowy 36V, 700 Wh zasilany ogniwami LG. Zamiast ukrywać akumulator, jak robi to wielu producentów rowerów elektrycznych, Greyp umieścił wymienny akumulator bezpośrednio na środku ramy. G6 wyposażony jest w silnik MPF o mocy znamionowej 250 W (dostępna jest także opcja 450 W).
Greyp G6 to rower górski wyposażony w tylne zawieszenie Rockhox, umieszczone blisko górnej rury i pozostawiające dużo miejsca na wyjmowany akumulator między kolanami rowerzysty. Rama jest w stylu enduro i oferuje 150 mm skoku dzięki zawieszeniu. Linkę i przewody hamulcowe poprowadzono wewnątrz ramy. Zapewnia to estetyczny wygląd i zmniejsza ryzyko zaczepienia o gałęzie.
Rama wykonana w 100% z włókna węglowego została specjalnie opracowana przez firmę Greyp na podstawie doświadczeń zdobytych podczas tworzenia elektrycznego hipersamochodu Concept One.
Zestaw elektroniki Greyp G6 jest kontrolowany przez centralny moduł inteligencji (CIM) na mostku. Zawiera kolorowy wyświetlacz, Wi-Fi, Bluetooth, łączność 4G, żyroskop, złącze USB C, przednią kamerę, a także interfejs z tylną kamerą pod siodełkiem. Nawiasem mówiąc, tylny aparat . Kamery szerokokątne (1080p 30 kl./s) przeznaczone są przede wszystkim do nagrywania filmów w podróży.
Przykłady zdjęć
Firma szczególną uwagę przywiązuje do rozwiązania eSTEM.
„Greyp eSTEM to centralny inteligentny moduł do roweru, który steruje dwiema kamerami (przednią i tylną), monitoruje tętno rowerzysty, posiada wbudowany żyroskop, system nawigacji oraz eSIM, dzięki czemu można go podłączyć w dowolnym momencie. System e-bike wykorzystuje smartfon jako interfejs użytkownika, a aplikacja mobilna zapewnia wyjątkowe wrażenia użytkownika dzięki różnym nowym opcjom, takim jak zdalne przełączanie roweru, przechwytywanie zdjęć, wysyłanie SMS-ów na rower i ograniczanie mocy.
Na kierownicy roweru znajduje się specjalny przycisk „Udostępnij”. Jeśli podczas jazdy wydarzy się coś ciekawego lub ekscytującego, możesz nacisnąć przycisk i automatycznie zapisać ostatnie 15–30 sekund filmu i przesłać go na konto rowerzysty w mediach społecznościowych. Na wideo mogą zostać nałożone także dodatkowe dane. Na przykład zużycie energii przez rower, prędkość, czas podróży itp.
Dzięki telefonowi zamontowanemu na rowerze w trybie deski rozdzielczej Greyp G6 może dostarczyć mnóstwo informacji, nie tylko pokazując aktualną prędkość lub poziom naładowania baterii. Rowerzysta może więc wybrać dowolny punkt na mapie (np. wysokie wzniesienie), a komputer obliczy, czy poziom naładowania akumulatora wystarczy, aby dotrzeć na szczyt. Lub obliczy punkt bez powrotu, jeśli nagle nie będziesz chciał pedałować w drodze powrotnej. Chociaż pedały można dość łatwo obracać. Producent zapewnia, że rower nie jest ciężki (choć jak na to spojrzeć, jego waga to 25 kg).
Greyp G6 jest całkiem możliwy do podniesienia
Greyp G6 posiada system antykradzieżowy podobny do od Tesli. Oznacza to, że jeśli dotkniesz zaparkowanego roweru, powiadomi on o tym właściciela i umożliwi mu dostęp do kamery, aby dowiedzieć się, kto kręci się wokół roweru elektrycznego. Kierowca może następnie zdalnie wyłączyć rower, aby uniemożliwić intruzowi odjechanie. Biorąc pod uwagę, że systemy te były opracowywane w firmie Greyp od lat, jest prawdopodobne, że faktycznie opracowano ten system, zanim Tesla go wdrożyła.
W sprzedaży dostępnych jest kilka modeli z tej serii: G6.1, G6.2, G6.3. G6.1 przyspiesza do 25 km/h (15,5 mil/h) i kosztuje 6 euro. G499 rozwija prędkość maksymalną 6.3 km/h (45 mil/h) i kosztuje 28 euro. Nie jest jasne, czym różni się model G7, ale kosztuje on 499 euro.
Co jeszcze można przeczytać na blogu?
→
→
→
→
→
Zapisz się do naszego -channel, żeby nie przegapić kolejnego artykułu! Piszemy nie częściej niż dwa razy w tygodniu i tylko w sprawach służbowych.
Źródło: www.habr.com