Na Habré sa často píše o električkovej doprave. A o bicykloch. A tiež o AI. Cloud4Y sa rozhodol spojiť tieto tri témy rozhovorom o „inteligentnom“ elektrickom bicykli, ktorý je vždy online. Reč bude o modeli Greyp G6.
Aby to bolo pre vás zaujímavejšie, rozdelili sme článok na dve časti. Prvá je venovaná procesu tvorby zariadenia, platformy a komunikačných protokolov. Druhým sú technické špecifikácie, popis hardvéru a schopností bicykla.
Prvá časť, backend
Greyp Bikes je chorvátsky výrobca prémiových elektrických bicyklov, ktorý vlastní miestny exotický výrobca superautomobilov Rimac. Spoločnosť vyrába skutočne zaujímavé bicykle. Stačí sa pozrieť na predchádzajúci model, G12S s dvojitým odpružením. Bolo to niečo medzi elektrobicyklom a elektromotocyklom, keďže zariadenie dokázalo zrýchliť na 70 km/h, malo silný motor a na jedno nabitie prešlo 120 km.
Ukázalo sa, že G6 je elegantnejší a terénnejší, ale jeho hlavnou črtou je „konektivita“. urobila dôležitý krok k rozvoju internetu vecí tým, že ponúkla bicykel, ktorý je vždy „online“. Poďme si však najprv povedať, ako vznikol „inteligentný“ elektrický bicykel.
Zrodenie myšlienky
Na internet sa pripája obrovské množstvo rôznych zariadení. Prečo sú bicykle horšie? Tak prišiel Greyp Bikes s nápadom, ktorý sa stal G6. V každom okamihu je tento bicykel pripojený k . Spojenie zabezpečuje mobilný operátor a eSIM je všitá priamo do bicykla. A to otvára množstvo zaujímavých možností ako pre športovcov, tak aj pre bežných nadšencov cyklistiky.
Platforma
Pri vytváraní platformy pre inovatívny produkt je potrebné vziať do úvahy mnohé nuansy. Preto bol výber cloudovej platformy na hosťovanie a prevádzkovanie všetkých služieb, ktoré vyžaduje moderný elektrický bicykel, veľmi dôležitou otázkou. Spoločnosť si vybrala Amazon Web Services (AWS). Čiastočne to bolo spôsobené tým, že Greyp Bikes už mali so službou skúsenosti. Čiastočne - kvôli svojej popularite, širokej distribúcii medzi vývojármi po celom svete a dobrému prístupu k Jave / JVM (áno, aktívne sa používajú v Greyp Bikes).
AWS mal dobrého IoT MQTT brokera (Cloud4Y písal o protokoloch ), ideálne na jednoduchú výmenu údajov s vaším bicyklom. Pravda, bolo potrebné nejako nadviazať spojenie s aplikáciou pre smartfón. Vyskytli sa pokusy implementovať to samostatne pomocou Websockets, ale neskôr sa spoločnosť rozhodla nevynájsť koleso a prešla na platformu Google Firebase, ktorá je široko používaná vývojármi mobilných zariadení. Od začiatku vývoja prešla architektúra systému mnohými vylepšeniami a zmenami. Asi takto to teraz vyzerá:
Technický zásobník
Реализация
Spoločnosť poskytla dva spôsoby prihlásenia do systému. Každý z nich je implementovaný samostatne, s rôznymi technológiami pre prípad použitia.
Od bicykla po smartfón
Prvá vec, ktorú treba zvážiť pri vytváraní vstupného bodu systému, je, aký komunikačný protokol použiť. Ako už bolo spomenuté, spoločnosť si vybrala MQTT kvôli jeho ľahkej povahe. Protokol je dobrý z hľadiska priepustnosti, funguje dobre s potenciálne nespoľahlivými pripojeniami a šetrí energiu batérie, čo je obzvlášť dôležité pre elektrobicykel Greyp.
Použitý sprostredkovateľ MQTT je povinný načítať všetky údaje pochádzajúce z bicykla. Vo vnútri siete AWS je Lambda, ktorá číta binárne dáta poskytnuté brokerom MQTT, analyzuje ich a dodáva Apache Kafka na ďalšie spracovanie.
Apache Kafka je jadrom systému. Všetky dáta cez ňu musia prejsť, aby sa dostali do svojho konečného cieľa. V súčasnosti má jadro systému niekoľko agentov. Najdôležitejší je ten, ktorý zbiera dáta a prenáša ich do chladiaceho úložiska InfluxDB. Druhý prenáša údaje do databázy Firebase Realtime a sprístupňuje ich aplikáciám smartfónov. Tu skutočne prichádza na rad Apache Kafka – chladiareň (InfluxDB) ukladá všetky dáta prichádzajúce z bicykla a Firebase môže získať aktuálne informácie (napr. metriky v reálnom čase – aktuálna rýchlosť).
Kafka vám umožňuje prijímať správy rôznou rýchlosťou a takmer okamžite ich doručovať do Firebase (na zobrazenie v aplikácii na smartfóne) a v konečnom dôsledku preniesť do InfluxDB (na analýzu dát, štatistiky, monitorovanie).
Používanie Kafka vám tiež umožňuje horizontálne škálovanie so zvyšujúcim sa zaťažením, ako aj pripojenie ďalších agentov, ktorí môžu spracovávať prichádzajúce údaje vlastným tempom a pre svoj prípad použitia (napríklad preteky medzi skupinou bicyklov). To znamená, že toto riešenie umožňuje cyklistom súťažiť medzi sebou v rôznych vlastnostiach. Napríklad maximálna rýchlosť, maximálny skok, maximálny výkon atď.
Všetky služby (nazývané "GVC" - Greyp Vehicle Cloud) sú primárne implementované v Spring Boot a Java, hoci sa používajú aj iné jazyky. Každá zostava je zabalená do obrazu Docker hosťovaného v úložisku ECR, ktorý spúšťa a riadi Amazon ECS. Zatiaľ čo NoSQL je v mnohých prípadoch celkom pohodlný a obľúbený, Firebase nemôže vždy splniť všetky potreby Greypu, a preto spoločnosť používa MySQL (v RDS) aj na ad-hoc dopyty (Firebase používa strom JSON, ktorý je efektívnejší v v niektorých prípadoch) a uchovávanie konkrétnych údajov. Ďalším využívaným úložiskom je Amazon S3, ktorý zaisťuje bezpečnosť zozbieraných dát.
Od smartfónu po bicykel
Ako sme už povedali, komunikácia so smartfónmi prebieha cez Firebase. Platforma sa používa na autentifikáciu používateľov aplikácie a ich časti databázy v reálnom čase. Firebase je v skutočnosti kombináciou dvoch vecí: jedna je databáza na trvalé ukladanie údajov a druhá je na poskytovanie údajov v reálnom čase do smartfónov prostredníctvom pripojenia Websocket. Ideálnou možnosťou pre tento typ pripojenia je vydávať príkazy bicyklu, keď zariadenia nie sú blízko seba (nie je dostupné žiadne BT/Wi-Fi pripojenie).
V tomto prípade Greyp vyvinul vlastný mechanizmus spracovania príkazov, ktorý prijíma správy zo smartfónu cez databázu v režime v reálnom čase. Tento mechanizmus je súčasťou základných aplikačných služieb (GVC), ktorých úlohou je prekladať príkazy smartfónu do správ MQTT prenášaných na bicykel cez IoT brokera. Keď bicykel dostane príkaz, spracuje ho, vykoná príslušnú akciu a vráti odpoveď do Firebase (smartfónu).
monitorovanie
Kontrola parametrov
Takmer každý vývojár backendu rád spí v noci bez toho, aby každých 10 minút kontroloval servery. To znamená, že do systému je potrebné implementovať automatizované riešenia monitorovania a varovania. Toto pravidlo je relevantné aj pre cyklistický ekosystém Greyp. Nájdu sa aj vyznávači kvalitného spánku, preto spoločnosť využíva dve cloudové riešenia: Amazon CloudWatch a jmxtrans.
CloudWatch je služba monitorovania a viditeľnosti, ktorá zhromažďuje monitorovacie a prevádzkové údaje vo forme protokolov, metrík a udalostí, čo vám pomáha získať jednotný pohľad na aplikácie, služby a zdroje AWS bežiace na platforme AWS a na lokálnych zariadeniach. Pomocou služby CloudWatch môžete jednoducho odhaliť anomálne správanie vo svojich prostrediach, nastaviť upozornenia, vytvoriť bežné vizualizácie protokolov a metrík, vykonávať automatizované akcie, odstraňovať problémy a objavovať použiteľné poznatky, ktoré pomáhajú udržiavať hladký chod vašich aplikácií.
CloudWatch zhromažďuje používateľské metriky a dodáva ich na informačný panel. Tam sa kombinuje s údajmi pochádzajúcimi z iných zdrojov spravovaných Amazonom. JVM prijíma metriky cez koncový bod JMX pomocou „konektora“ nazývaného jmxtrans (hosťovaný aj ako kontajner Docker v ECS).
Druhá časť, charakteristika
K akému elektrobicyklu ste teda nakoniec dospeli? Horský elektrobicykel Greyp G6 je vybavený lítium-iónovou batériou 36V, 700 Wh napájanou článkami LG. Namiesto skrytia batérie, ako to robia mnohí výrobcovia elektrických bicyklov, Greyp umiestnil vymeniteľnú batériu priamo do stredu rámu. G6 je vybavený motorom MPF s menovitým výkonom 250 W (a existuje aj možnosť 450 W).
Greyp G6 je horský bicykel, ktorý je vybavený zadným odpružením Rockhox, ktoré je zasunuté blízko hornej trubice a ponecháva dostatok miesta pre vymeniteľnú batériu medzi kolenami jazdca. Rám je v štýle enduro a vďaka odpruženiu ponúka zdvih 150 mm. Lanko a brzdové vedenia sú vedené vo vnútri rámu. To zaisťuje estetický vzhľad a znižuje riziko zachytenia o konáre.
Rám zo 100% uhlíkových vlákien bol špeciálne vyvinutý spoločnosťou Greyp s využitím skúseností získaných pri vytváraní elektrického hypercaru Concept One.
Súprava elektroniky na Greyp G6 je riadená centrálnym inteligentným modulom (CIM) na stonke. Obsahuje farebný displej, WiFi, Bluetooth, 4G konektivitu, gyroskop, USB C konektor, prednú kameru, ale aj rozhranie so zadnou podsedlovou kamerou. Mimochodom, zadný fotoaparát . Širokouhlé kamery (1080p 30 fps) sú primárne určené na natáčanie videa počas cestovania.
Príklady fotografií
Špeciálnu pozornosť spoločnosť venuje riešeniu eSTEM.
„Greyp eSTEM je centrálny inteligentný modul pre bicykel, ktorý ovláda dve kamery (prednú a zadnú), monitoruje tep jazdca, má zabudovaný gyroskop, navigačný systém a eSIM, vďaka čomu je možné ho kedykoľvek pripojiť. Systém e-bike využíva smartfón ako používateľské rozhranie a mobilná aplikácia vytvára jedinečný používateľský zážitok s rôznymi novými možnosťami, ako je diaľkové prepínanie bicyklov, snímanie fotografií, posielanie textu na bicykel a obmedzenie výkonu.“
Na riadidlách bicykla je špeciálne tlačidlo „Share“. Ak sa počas vašej jazdy stane niečo zaujímavé alebo vzrušujúce, môžete stlačiť tlačidlo a automaticky uložiť posledných 15-30 sekúnd videa a nahrať ho na účet cyklistu na sociálnej sieti. Do videa sa môžu vložiť aj ďalšie údaje. Napríklad spotreba energie bicykla, rýchlosť, čas jazdy atď.
S telefónom namontovaným na bicykli v režime palubnej dosky môže Greyp G6 poskytnúť množstvo informácií nad rámec zobrazenia vašej aktuálnej rýchlosti alebo úrovne batérie. Cyklista si teda môže vybrať ľubovoľný bod na mape (napríklad vysoký kopec) a počítač vypočíta, či je nabitie batérie dostatočné na dosiahnutie vrcholu. Alebo vypočíta bod, odkiaľ niet návratu, ak zrazu nechcete šliapať na cestu späť. Aj keď pedále sa dajú celkom jednoducho otáčať. Výrobca ubezpečuje, že bicykel nie je ťažký (hoci podľa toho, ako sa naň pozeráte, jeho hmotnosť je 25 kg).
Greyp G6 je celkom možné zdvihnúť
Greyp G6 má systém ochrany proti krádeži, ktorý je podobný od Tesly. To znamená, že ak sa dotknete zaparkovaného bicykla, upozorní majiteľa a umožní mu prístup ku kamere, aby zistil, kto sa točí okolo elektrobicykla. Vodič sa potom môže rozhodnúť na diaľku deaktivovať bicykel, aby zabránil votrelcovi odísť. A vzhľadom na to, že tieto systémy boli v Greype vo vývoji už roky, je pravdepodobné, že s týmto systémom skutočne prišli skôr, ako ho Tesla implementovala.
V predaji je niekoľko modelov tejto série: G6.1, G6.2, G6.3. G6.1 zrýchli na 25 km/h (15,5 mph) a stojí 6 499 eur. G6.3 má maximálnu rýchlosť 45 km/h (28 mph) a stojí 7 499 eur. V čom je iný model G6.2 je nejasné, no stojí 6 999 eur.
Čo si ešte môžete prečítať na blogu?
→
→
→
→
→
Prihláste sa na odber -kanál, aby ste nezmeškali ďalší článok! Píšeme si maximálne dvakrát do týždňa a len služobne.
Zdroj: hab.com