Współpraca LabVIEW z chmurą

W aplikacjach pomiarowych, przygotowanych w graficznym środowisku programistycznym LabVIEW, źródło danych stanowią najczęściej czujniki lub przetworniki pomiarowe. Elementy te są fizycznie zainstalowane np. na linii technologicznej lub w hali produkcyjnej. Za pomocą standardowych sygnałów analogowych i kart pomiarowych lub modułów I/O bądź różnorodnych interfejsów komunikacyjnych wyniki takich pomiarów są przesyłane bezpośrednio do nadrzędnego komputera.

Pomiary w chmurze

Możliwości pozyskiwania danych jest dzisiaj o wiele więcej. W dobie Internetu rzeczy (IoT – ang. Internet of Things) coraz popularniejsze stają się przetworniki pomiarowe lub całe sieci czujników pomiarowych działających w chmurze (ang. Cloud computing). Praca w chmurze oznacza, że wyniki pomiarów nie trafiają bezpośrednio do komputera osobistego na naszym biurku, lecz za pośrednictwem Internetu są błyskawicznie przesyłane do serwera i bazy danych właściciela chmury. Serwery takie mogą pracować w najodleglejszych zakątkach świata. Najczęściej nawet nie wiemy gdzie się znajdują i wyobrażamy sobie, że dzieje się to w chmurze. Wykorzystujemy więc zewnętrzną infrastrukturę informatyczną. Zarówno serwery, jak i aplikacje działające w chmurze są własnością firmy dostarczającej taką usługę. Płacimy jedynie abonament za korzystanie ze systemu chmurowego. Uzyskujemy w ten sposób bardzo wygodny dostęp do zebranych danych pomiarowych za pośrednictwem przeglądarki internetowej lub specjalnej aplikacji zainstalowanej na komputerze, w tablecie lub smartfonie. Zaletą rozwiązań chmurowych jest to, że nie wymagają inwestycji w rozbudowę istniejącego systemu pomiarowego firmy. Przesyłanie danych odbywa się w sposób niezależny od dotychczas stosowanych rozwiązań. Podstawową wadą pracy w chmurze jest jej uzależnienie od stabilności i bezawaryjnego działania połączenia internetowego, bez którego tracimy dostęp do danych.

Przykładem systemu pomiarowego działającego w chmurze jest serwis IPomiar.pl. System ten pozwala na pomiar temperatury, wilgotności, pozycji, zanieczyszczeń powietrza, poziomu cieczy, ciśnienia lub innych parametrów fizycznych. Wyniki pomiarów mogą być przesyłane na serwer za pomocą sieci bezprzewodowej Wi-Fi, przewodowej sieci LAN lub w technologii GPRS/GSM. Za pomocą portalu systemowego i aplikacji dla urządzeń mobilnych można skonfigurować komunikację z poszczególnymi przetwornikami pomiarowymi i przeglądać wyniki pomiarów zarówno w postaci tabelarycznej, jak również za pomocą wykresu. System pozwala na generowanie raportów i przesyłanie ich pocztą e-mail oraz powiadamianie o przekroczeniu poziomów alarmowych za pomocą SMS-ów.

Monitorowanie mierzonych parametrów w chmurze IPomiar.pl

Dostęp do chmury przez API

Z punktu widzenia tworzenia dedykowanego oprogramowania w LabVIEW najważniejszą zaletą rozwiązań chmurowych jest możliwość dostępu do zebranych danych z zewnętrznych aplikacji. Jest to realizowane za pośrednictwem interfejsu programowania aplikacji, czyli tzw. API (ang. Application Programming Interface). Interfejs API pozwala na wymianę danych pomiędzy oddzielnymi systemami i aplikacjami (np. przesyłanie danych z chmury do aplikacji przygotowanej w LabVIEW). Dzięki temu mechanizmowi naszym klientom możemy zaproponować dedykowane oprogramowanie, które będzie wyświetlało i wizualizowało zarówno dane pochodzące z czujników podłączonych bezpośrednio do komputera, jak i wyniki pomiarów zarejestrowane w chmurze.

Schemat systemu pomiarowego pobierającego dane z czujników i chmury

Istnieją różne typy interfejsów API. W przypadku systemu ipomiar.pl do publikowania wyników pomiarów wykorzystany został otwarty format zapisu struktur danych JSON (ang. JavaScript Object Notation), stworzony w 2001 roku i przeznaczony do wymiany danych pomiędzy aplikacjami. JSON jest prostym formatem danych tekstowych całkowicie niezależnym od konkretnego języka programowania. Dane zakodowanie w formacie JSON są czytelne i łatwe do przeanalizowania przez programistów. Zawierają bardzo mało dodatkowych znaków, które nie są właściwymi danymi (np. w porównaniu do formatu XML).

Zestaw wyników pomiarów zapisanych w formacie JSON

Po zaimplementowaniu w naszym oprogramowaniu procedur pozwalających na odczytanie i zdekodowania danych zapisanych w formacie JSON jesteśmy w stanie wyświetlić wyniki pomiarów zebranych w systemie chmurowym. Na poniższym rysunku pokazano wykres utworzony w oprogramowaniu przygotowanym w LabVIEW na podstawie danych pobranych przez Internet z chmury ipomiar.pl. Poniżej zaprezentowano oryginalny wykres wygenerowany w przeglądarce internetowej po zalogowaniu się do portalu systemowego. Obydwa wykresy powstały na podstawie tego samego zestawu danych źródłowych. Odczytanie i zdekodowanie danych z chmury zajmuje ułamek sekundy, co przy monitorowaniu parametrów w odstępach minutowych jest pomijalnie małym czasem.

Wykres zmian temperatury w aplikacji przygotowanej w LabVIEW

i w portalu systemowym IPomiar.pl

Chętnie przygotujemy dla Państwa dedykowane oprogramowanie pobierające dane zarówno z rzeczywistych czujników i przetworników pomiarowych podłączonych bezpośrednio do komputera, jak również współpracujące z systemami chmurowymi.

Zapraszamy do kontaktu!