• Technologie
  • Byznys
  • Software
  • Hardware
  • Internet
  • Telco
  • Science
  • České IT
  • Události
Žádné výsledky
Zobrazit všechny výsledky
ITBiz.cz
ITBiz.cz
Žádné výsledky
Zobrazit všechny výsledky

MATLAB a internet věcí

itbiz
13. 9. 2016
| Články

Internet věcí je vznikající trend, kde je velké množství vestavěných zařízení propojeno s internetem. Řešení na bázi internetu věcí pokrývají široké spektrum aplikací od životního prostředí přes domácí automatizaci až po nasazení v průmyslu. Výpočetní a vývojové prostředí MATLAB a Simulink firmy MathWorks nabízí plnou podporu vývoje aplikací v této oblasti.

Základním stavebním prvkem internetu věcí (Internet of Things – IoT) je komunikace vestavěných zařízení (věci) prostřednictvím internetového připojení. Připojená zařízení komunikují s lidmi a ostatními zařízeními a často přenášejí naměřená data do cloudového úložiště. Ke zpracování dat jsou využívány cloudové výpočty, jejichž cílem je hlubší analýza vedoucí ke zjištění důležitých informací. Levná výpočetní kapacita cloudových řešení a zvyšující se konektivita vestavěných zařízení podporuje rychlý nárůst IoT aplikací.

Širokou podporu vývoje aplikací v oblasti IoT nabízí výpočetní a vývojové prostředí MATLAB a Simulink firmy MathWorks (obrázek 1). MATLAB je výkonný programovací jazyk a interaktivní prostředí pro vědecké a technické výpočty, analýzu dat, vizualizaci a vývoj algoritmů. Simulink je nadstavba MATLABu pro simulaci a modelování dynamických systémů a vývoj algoritmů s možností jejich nasazení na real-time a embedded systémy. Modely a algoritmy v Simulinku jsou vytvářeny ve formě přehledných blokových schémat.

Obrázek 1: MATLAB a Simulink, prostředí pro analýzu dat i návrh algoritmů

Obrázek 1: MATLAB a Simulink, prostředí pro analýzu dat i návrh algoritmů

Znázornění vývoje a rozdělení úloh v aplikacích na bázi IoT je na obrázku 2. MATLAB poskytuje nástroje pro vývoj a testování zařízení v inteligentních okrajových uzlech (embedded procesory, FPGA, Arduino, Raspberry PI), umožní zpřístupnit a agregovat data, a též poskytuje výpočetní nástroje pro hlubokou analýzu rozsáhlých dat přicházejících ze senzorů koncových zařízení.

MATLAB a Simulink nabízí též přímé napojení na portál ThingSpeak, otevřenou datovou platformu pro internet věcí.

Příklad z praxe: Analýza dopravy s využitím IoT

Příkladem aplikace založené na IoT je využití platforem Raspberry Pi a ThingSpeak pro počítání průjezdů automobilů na rychlostní komunikaci.

Okrajový uzel tvoří mini počítač Raspberry Pi vybavený webkamerou, který je bezdrátově připojený k internetu. Protože by přenášení videa z okrajového uzlu do agregátoru znamenalo přílišný datový tok, byl základní detekční algoritmus nasazen přímo na Raspberry Pi.

Algoritmus detekce průjezdů vozidel byl vytvořen ve formě blokového schématu v Simulinku (obrázek 1). Jeho vstupem jsou obrazová data z webkamery a výstupem je počet průjezdů automobilů. Algoritmus zasílá informace o počtu průjezdů na portál ThingSpeak. Vlastní nasazení algoritmu ze Simulinku na platformu Raspberry Pi bylo jen otázkou stisknutí příslušného tlačítka – celý proces překladu a nasazení algoritmu je plně automatický.

V MATLABu byl připraven analytický program pro výpočet souhrnného množství automobilů za 1 den. Program je nasazen v online podobě přímo na portálu ThingSpeak, kde využívá vestavěný MATLAB engine. Analýza je automaticky spouštěna jedenkrát za den a výsledky jsou ukládány na platformě ThingSpeak do samostatného kanálu.

Obrázek 2: Internet věcí

Obrázek 2: Internet věcí

Zpracování dat v okrajových uzlech

Levá strana schématu na obrázku 2 ilustruje inteligentní okrajové uzly, tj. zařízení, která sbírají data. Zařízení jsou často napojena na různé periferie a senzory, jako jsou kamery, mikrofony, teploměry nebo průmyslová čidla.

Podpora v prostředí Simulink zahrnuje tvorbu algoritmů pro hardwarové platformy využívané v rámci inteligentních okrajových uzlů IoT. V Simulinku můžete vyvinout model algoritmu určený ke zpracování snímaných dat a poté jej nasadit na embedded hardware pomocí automatického generování kódu v jazycích C nebo HDL. Zpracování dat v okrajových uzlech může významným způsobem snížit datový tok mezi okrajovým uzlem a cloudovým agregátorem dat.

Agregace a přístup k datům

Střední část schématu znázorňuje agregaci dat. Agregátor sbírá, zpracovává a ukládá data z mnoha okrajových uzlů, často rozprostřených na geograficky vzdálených místech. V agregátoru je možné přijatá data průběžně analyzovat a případně vyvolat odezvu na získané informace.

Při vývoji a testování IoT aplikace je možné využít propojení prostředí MATLAB s otevřenou agregační službou ThingSpeak. Jakmile jsou data na platformě ThingSpeak uložena, mohou být stažena do MATLABu na pracovním počítači uživatele nebo mohou být analyzována online pomocí zabudovaného MATLAB engine přímo na portálu ThingSpeak.

Pokud jsou data v rámci IoT aplikace uložena v databázi, na privátním cloudu nebo jiném agregátoru dat s webovým rozhraním, je možné využít prostředky MATLABu pro připojení k relačním databázím (ODBC, JDBC) nebo příkazy pro komunikaci s web services.

Analýza dat a tvorba prediktivních modelů

V pravé části schématu je zobrazena analýza historických dat. Nasbíraná data jsou z agregátoru stažena do lokálního softwarového prostředí. Zde je možné povést podrobnou analýzu za účelem pochopení hlubších vazeb a souvislostí v získaných datech. Historická data mohou sloužit také k návrhu analytických aplikací určených pro online analýzy v agregátoru nebo k vývoji a prototypování algoritmů pro okrajové uzly.

MATLAB poskytuje pro analýzu dat množství funkcí, ať již se jedná o zpracování signálu (filtrace, spektrální analýza), statistické výpočty a strojové učení (klasifikace, regrese, shlukové analýza), zpracování obrazu a počítačové vidění nebo analýzu a modelování dat v oblasti financí. Pokud aplikace vyžaduje práci s rozsáhlými daty, lze s výhodou využít prostředky MATLABu připravené pro tyto případy (paralelní výpočty, GPU výpočty, integrace s hadoop).

Distributor produktů společnosti MathWorks v České republice a na Slovensku:

HUMUSOFT s. r. o.

http://www.humusoft.cz

Rubriky: InternetPodnikový softwareScienceTelekomunikace

Související příspěvky

Meta lákala zaměstnance OpenAI na bonus ve výši 100 milionů dolarů
Zprávičky

Muskova společnost xAI představila novou verzi chatbota Grok 4

11. 7. 2025
Z 2D materiálů dokázali poprvé postavit celý počítač
Články

Z 2D materiálů dokázali poprvé postavit celý počítač

10. 7. 2025
Český T-Mobile vyčleňuje vysílače do samostatné firmy
Zprávičky

Na Slovensku skončila největší elektronická aukce mobilních frekvencí

10. 7. 2025
Zprávičky

Spotřeba mobilních dat Čechů v zahraničí loni stoupla v průměru o desetinu

8. 7. 2025

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Souhlasím se Zásadami ochrany osobních údajů .

Zprávičky

750 zaměstnanců ČSOB se díky Atosu zvládlo rychle přesunout do domácích kanceláří

Google investuje 2,4 miliardy dolarů do technologie AI od start-upu Windsurf

ČTK
12. 7. 2025

Společnost Google ze skupiny Alphabet zaplatí asi 2,4 miliardy USD (50,64 miliardy Kč) za

Muskova xAI chce další peníze od investorů při ohodnocení na 200 miliard dolarů

ČTK
12. 7. 2025

Americká společnost xAI miliardáře Elona Muska plánuje vybrat peníze od investorů v novém kole

Kryptoměny a jejich ekonomika

Bitcoin pokračuje v růstu na další rekordy, překonal hranici 118 000 dolarů

ČTK
11. 7. 2025

Cena bitcoinu dnes pokračuje v prudkém růstu. Kolem 8:30 SELČ se vyšplhala na další

Hackeři ukradli data 5,7 milionu zákazníků australských aerolinek Qantas

ČTK
11. 7. 2025

Hackeři v rámci rozsáhlého kybernetického útoku z minulého týdne ukradli data 5,7 milionu zákazníků

Meta lákala zaměstnance OpenAI na bonus ve výši 100 milionů dolarů

Muskova společnost xAI představila novou verzi chatbota Grok 4

ČTK
11. 7. 2025

Americká společnost xAI miliardáře Elona Muska představila nový model chatbota Grok 4. Ten má

Sophos představil XDR řešení pro synchronizované zabezpečení

Ministerstvo vnitra odhalilo kybernetický útok, údaje občanů neunikly

ČTK
10. 7. 2025

Ministerstvo vnitra odhalilo kybernetický útok na jeden ze systémů úřadu, oznámil dnes na tiskové

Český T-Mobile vyčleňuje vysílače do samostatné firmy

Na Slovensku skončila největší elektronická aukce mobilních frekvencí

ČTK
10. 7. 2025

Na Slovensku včera skončila největší elektronická aukce mobilních frekvencí v historii země. Vynesla rekordní

Vláda zakázala používat ve státní správě produkty čínské společnosti DeepSeek

ČTK
9. 7. 2025

Vláda zakázala používat ve státní správě jakékoli produkty čínské společnosti DeepSeek. Rozhodla tak na

Tiskové zprávy

Společnost QNAP představuje myQNAPcloud One Beta

Acer slaví několikanásobné ocenění cenou Red Dot Product Design Awards 2025

Acer for Business EMEA překonává růst trhu

Nejnovější modely Acer Chromebook Plus nyní s 12měsíčním balíčkem Google AI Pro včetně služby NotebookLM zdarma

ANECT mění vedení společnosti a posiluje management

Optimize by Acer: nejnovější evoluce v oblasti podnikových záručních podmínek

Zpráva dne

Květen je měsícem růstu, můžete růst s Windows 11 jen za €20.00!

Květen je měsícem růstu, můžete růst s Windows 11 jen za €20.00!

Redakce
15. 5. 2025

Kupte Windows 11 CDkey od Goodoffer24.com a můžete růst s tímto OS jak při...

Komentujeme

Chvála černých skřínek

Malé modely AI mají být velkým trendem

Pavel Houser
3. 1. 2025

V záplavě prognóz technologického vývoje (nejen) v roce 2025 zde prozatím trochu zapadlo jedno téma, které...

Slovník

VMS

Adaptační proces

WAP banking

Nejpopulárnější články

Žádný obsah není dostupný

Kategorie

  • Články
  • Komentujeme
  • Slovník
  • Tiskové zprávy
  • Zprávičky

Portál ITbiz.cz přináší informace z IT a byznysu již od roku 2006. Provozuje jej internetové vydavatelství Nitemedia. Hosting zajišťuje společnost Greenhousing.cz. Mezi další naše projekty patří například ABClinuxu.cz a Sciencemag.cz. Na stránce Redakce naleznete informace o redakci a možnostech inzerce.

Rubriky

Akce a události Byznys Cloud Ekomerce Hardware Internet Operační systémy Podnikový software Právo Science Security Technologie Telekomunikace Veřejná správa Vývoj a HTML Zpráva dne České IT
Žádné výsledky
Zobrazit všechny výsledky
  • Technologie
  • Byznys
  • Software
  • Hardware
  • Internet
  • Telco
  • Science
  • České IT
  • Události

© 2019 Vydává Nitemedia s.r.o. Hosting zajišťuje Greenhousing.cz.

Tento web používá cookies. Pokračováním dáváte souhlas s jejich používáním. Více na itbiz.cz/soukromi.