Hur en smart elcykel skapades

Hur en smart elcykel skapades
På Habré skriver man ofta om eltransporter. Och om cyklar. Och även om AI. Cloud4Y bestämde sig för att kombinera dessa tre ämnen genom att prata om en "smart" elcykel som alltid är online. Vi kommer att prata om Greyp G6-modellen.

För att göra det mer intressant för dig har vi delat upp artikeln i två delar. Den första ägnas åt processen att skapa en enhet, plattform och kommunikationsprotokoll. Den andra är de tekniska specifikationerna, en beskrivning av hårdvaran och kapaciteten hos cykeln.

Del ett, backend

Greyp Bikes är en kroatisk tillverkare av premium elcyklar, som ägs av den lokala exotiska superbilstillverkaren Rimac. Företaget skapar riktigt intressanta cyklar. Titta bara på den tidigare modellen, den dubbelfjädrade G12S. Det var något mellan en elcykel och en elmotorcykel, eftersom enheten kunde accelerera till 70 km/h, hade en kraftfull motor och sprang 120 km på en laddning.

G6 visade sig vara mer elegant och terränggående, men dess huvudfunktion är "anslutning". Greyp cyklar tog ett viktigt steg mot utvecklingen av IoT genom att erbjuda en cykel som alltid är "online". Men låt oss först prata om hur den "smarta" elcykeln skapades i första hand.

Födelsen av en idé

Ett stort antal olika enheter ansluter till Internet. Varför är cyklar sämre? Det var så Greyp Bikes kom på idén som blev G6. Vid varje given tidpunkt är denna cykel kopplad till molnserver. Mobiloperatören tillhandahåller anslutningen och eSIM sys direkt i cykeln. Och detta öppnar upp för många intressanta möjligheter för både idrottare och vanliga cykelentusiaster.

Plattform

När du skapar en plattform för en innovativ produkt måste många nyanser tas i beaktande. Därför var det en mycket viktig fråga att välja en molnplattform för att vara värd för och driva alla tjänster som en modern elcykel kräver. Företaget valde Amazon Web Services (AWS). Detta berodde delvis på att Greyp Bikes redan hade erfarenhet av tjänsten. Dels - på grund av dess popularitet, breda spridning bland utvecklare runt om i världen och bra attityd till Java / JVM (ja, de används aktivt i Greyp Bikes).

AWS hade en bra IoT MQTT-mäklare (Cloud4Y skrev om protokoll tidigare), perfekt för enkelt datautbyte med din cykel. Det var sant att det var nödvändigt att på något sätt upprätta en anslutning till smartphoneapplikationen. Det gjordes försök att implementera detta på egen hand med hjälp av Websockets, men senare beslutade företaget att inte uppfinna hjulet på nytt och bytte till Google Firebase-plattformen, som används flitigt av mobilutvecklare. Sedan början av utvecklingen har systemarkitekturen genomgått många förbättringar och förändringar. Ungefär så här ser det ut nu:

Hur en smart elcykel skapades
Teknisk stack

genomförande

Företaget har tillhandahållit två sätt att logga in i systemet. Var och en av dem implementeras separat, med olika tekniker för dess användningsfall.

Från cykel till smartphone

Det första du bör tänka på när du skapar en systemingångspunkt är vilket kommunikationsprotokoll som ska användas. Som redan nämnts valde företaget MQTT på grund av dess lätta natur. Protokollet är bra vad gäller genomströmning, fungerar bra med potentiellt opålitliga anslutningar och sparar batterikraft, vilket är särskilt viktigt för Greyp elcykel.

MQTT-mäklaren som används krävs för att ladda all data som kommer från cykeln. Inuti AWS-nätverket finns Lambda, som läser de binära data som tillhandahålls av MQTT-mäklaren, analyserar den och levererar den till Apache Kafka för vidare bearbetning.

Apache Kafka är kärnan i systemet. All data måste passera genom den för att nå sin slutdestination. För närvarande har systemkärnan flera agenter. Den viktigaste är den som samlar in data och överför den till InfluxDB kyllager. Den andra överför data till Firebase Realtime-databasen, vilket gör den tillgänglig för smartphone-applikationer. Det är här Apache Kafka verkligen kommer in - kyllagring (InfluxDB) lagrar all data som kommer från cykeln och Firebase kan få aktuell information (t.ex. realtidsmätningar - aktuell hastighet).

Kafka låter dig ta emot meddelanden med olika hastigheter och leverera dem nästan omedelbart till Firebase (för visning i en applikation på en smartphone) och slutligen överföra dem till InfluxDB (för dataanalys, statistik, övervakning).

Genom att använda Kafka kan du även skala horisontellt när belastningen ökar, samt koppla ihop andra agenter som kan bearbeta inkommande data i sin egen takt och för sitt eget användningsfall (som ett lopp mellan en grupp cyklar). Det vill säga att lösningen tillåter cyklister att tävla med varandra på en mängd olika egenskaper. Till exempel maximal hastighet, maximalt hopp, maximal prestanda osv.

Alla tjänster (kallade "GVC" - Greyp Vehicle Cloud) är primärt implementerade i Spring Boot och Java, även om andra språk också används. Varje build är förpackad i en Docker-bild som finns i ECR-förvaret, lanserad och orkestrerad av Amazon ECS. Även om NoSQL är ganska bekvämt och populärt för ett antal fall, kan Firebase inte alltid tillgodose alla Greyps behov, och därför använder företaget också MySQL (i RDS) för ad-hoc-frågor (Firebase använder ett JSON-träd, vilket är mer effektivt i vissa fall) och lagra specifika data. En annan lagring som används är Amazon S3, som säkerställer säkerheten för den insamlade datan.

Från smartphone till cykel

Som vi redan har sagt etableras kommunikation med smartphones genom Firebase. Plattformen används för att autentisera applikationsanvändare och deras del av databasen i realtid. Firebase är faktiskt en kombination av två saker: den ena är en databas för beständig datalagring och den andra är för att leverera realtidsdata till smartphones via en Websocket-anslutning. Det idealiska alternativet för denna typ av anslutning är att skicka kommandon till cykeln när enheterna inte är nära varandra (ingen BT/Wi-Fi-anslutning tillgänglig).

I det här fallet har Greyp utvecklat sin egen kommandobearbetningsmekanism, som tar emot meddelanden från smarttelefonen via en databas i realtidsläge. Denna mekanism är en del av kärnapplikationstjänsterna (GVC), vars jobb är att översätta smartphonekommandon till MQTT-meddelanden som överförs till cykeln via en IoT-mäklare. När cykeln får ett kommando bearbetar den det, utför lämplig åtgärd och returnerar ett svar till Firebase (smartphone).

övervakning

Hur en smart elcykel skapades
Parameterkontroll

Nästan varje backend-utvecklare gillar att sova på natten utan att kontrollera servrarna var tionde minut. Detta innebär att det är nödvändigt att implementera automatiserade övervaknings- och larmlösningar i systemet. Denna regel är också relevant för Greyps cykelekosystem. Det finns också finsmakare av en god natts sömn, så företaget använder två molnlösningar: Amazon CloudWatch och jmxtrans.

CloudWatch är en övervaknings- och synlighetstjänst som samlar in övervaknings- och driftsdata i form av loggar, mätvärden och händelser, vilket hjälper dig att få en enhetlig bild av AWS-applikationer, tjänster och resurser som körs på AWS-plattformen och på plats. Med CloudWatch kan du enkelt upptäcka avvikande beteende i dina miljöer, ställa in varningar, skapa vanliga visualiseringar av loggar och mätvärden, utföra automatiserade åtgärder, felsöka problem och upptäcka handlingsbara insikter som hjälper till att hålla dina applikationer igång smidigt.

CloudWatch samlar in användarstatistik och levererar dem till en instrumentpanel. Där kombineras det med data som kommer från andra Amazon-hanterade resurser. JVM tar emot mätvärden genom en JMX-slutpunkt med hjälp av en "anslutare" som heter jmxtrans (också värd som en Docker-container inuti ECS).

Del två, egenskaper

Hur en smart elcykel skapades

Så vilken typ av elcykel slutade du med? Greyp G6 elektriska mountainbike är utrustad med ett 36V, 700 Wh litiumjonbatteri som drivs av LG-celler. Istället för att dölja batteriet som många e-cykeltillverkare gör, placerade Greyp det avtagbara batteriet mitt i ramen. G6 är utrustad med en MPF-motor med en märkeffekt på 250 W (och det finns även ett 450 W-alternativ).

Greyp G6 är en mountainbike som har Rockhox bakfjädring, stoppad nära toppröret och lämnar gott om plats för ett löstagbart batteri mellan förarens knän. Ramen är i endurostil och erbjuder 150 mm vandring tack vare fjädringen. Vajern och bromsledningar dras inuti ramen. Detta säkerställer ett estetiskt utseende och minskar risken att fastna i grenar.

Ramen i 100 % kolfiber utvecklades speciellt av Greyp med hjälp av erfarenheterna från skapandet av den elektriska hyperbilen Concept One.

Elektroniksviten på Greyp G6 styrs av en central intelligensmodul (CIM) på stammen. Den inkluderar en färgskärm, WiFi, Bluetooth, 4G-anslutning, ett gyroskop, en USB C-kontakt, en frontkamera samt ett gränssnitt med en bakre kamera under sadeln. Förresten, den bakre kameran omgiven av 4 lysdioder. Vidvinkelkameror (1080p 30 fps) är i första hand utformade för att spela in video under resor.

FotoexempelHur en smart elcykel skapades

Hur en smart elcykel skapades

Hur en smart elcykel skapades

Företaget ägnar särskild uppmärksamhet åt eSTEM-lösningen.

“Greyp eSTEM är en central smart modul för cykeln som styr två kameror (fram och bak), övervakar förarens puls, har ett inbyggt gyroskop, navigationssystem och eSIM, så att den kan anslutas när som helst. Elcykelsystemet använder smarttelefonen som användargränssnitt och mobilappen skapar en unik användarupplevelse med olika nya alternativ som fjärrstyrd cykelomkopplare, fotoinsamling, text till cykel och effektbegränsning.”

Det finns en speciell "Dela"-knapp på styret på cykeln. Om något intressant eller spännande händer under din åktur kan du trycka på en knapp och automatiskt spara de sista 15-30 sekunderna av videon och ladda upp den till cyklistens konto i sociala medier. Ytterligare data kan också läggas över videon. Till exempel cykelns energiförbrukning, hastighet, restid m.m.

Med telefonen monterad på cykeln i instrumentpanelsläge kan Greyp G6 ge en mängd information utöver att bara visa din nuvarande hastighet eller batterinivå. Så en cyklist kan välja vilken punkt som helst på kartan (till exempel en hög backe), och datorn kommer att beräkna om batteriladdningen är tillräckligt för att nå toppen. Eller så kommer den att beräkna point of no return, om du plötsligt inte vill trampa på vägen tillbaka. Även om pedalerna kan vridas ganska lätt. Tillverkaren försäkrar att cykeln inte är tung (även om den väger 25 kg beroende på hur man ser på den).

Hur en smart elcykel skapades
Greyp G6 är fullt möjligt att lyfta

Greyp G6 har ett stöldskyddssystem som liknar Vaktpunktsläge från Tesla. Det vill säga, om du rör en parkerad cykel kommer den att meddela ägaren och ge honom tillgång till kameran för att ta reda på vem som snurrar runt elcykeln. Föraren kan då välja att fjärrinaktivera cykeln för att förhindra att inkräktaren kör iväg. Och med tanke på att dessa system har varit under utveckling hos Greyp i flera år, är det troligt att de faktiskt kom med det här systemet innan Tesla implementerade det.

Det finns flera modeller av denna serie till försäljning: G6.1, G6.2, G6.3. G6.1 accelererar till 25 km/h (15,5 mph) och kostar 6 499 €. G6.3 har en topphastighet på 45 km/h (28 mph) och kostar 7 499 €. Vad som är annorlunda med G6.2-modellen är oklart, men den kostar 6 999 euro.

Vad mer kan du läsa på bloggen? Cloud4Y

Den artificiella intelligensens väg från en fantastisk idé till den vetenskapliga industrin
4 sätt att spara på molnsäkerhetskopior
Konfigurerar toppen i GNU/Linux
Sommaren är nästan över. Det finns nästan ingen oläckt data kvar
IoT, dimma och moln: låt oss prata om teknik?

Prenumerera på vår Telegram-kanal så att du inte missar nästa artikel! Vi skriver inte mer än två gånger i veckan och endast i affärer.

Källa: will.com

Lägg en kommentar