• 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

Nejdůležitější trendy v oblasti bezpečnosti a řízení rizik
Články

Cisco nabídne monitoring složitého prostředí aplikací pomocí platformy AppDynamics cloud

24. 6. 2022
Bude 5G v budoucnosti motorem ekonomiky?
Zprávičky

Operátor O2 testuje v mobilní síti zrychlené 5G o rychlosti až 5 Gb/s

24. 6. 2022
Vláda projedná novelu, která zpřesní pravomoci NÚKIB
Zprávičky

Soud potvrdil verdikt, který znemožnil stahování některých filmů z Ulož.to

24. 6. 2022
Vláda projedná novelu, která zpřesní pravomoci NÚKIB
Zprávičky

Výbor přerušil jednání o novele autorského zákona do konce srpna

22. 6. 2022

Zprávičky

Ransomware stále hitem

Hackeři ukradli digitální měny v hodnotě 100 milionů dolarů z blockchainového mostu

ČTK
25. 6. 2022

Hackeři ukradli z jednoho z klíčových produktů americké kryptoměnové společnosti Harmony digitální měny v

Sophos představil XDR řešení pro synchronizované zabezpečení

NÚKIB: Opatření ohledně kyberbezpečnosti bude muset zavést 5000 firem

ČTK
25. 6. 2022

Opatření ohledně kybernetické bezpečnosti bude muset v Česku nově od poloviny roku 2024 přijmout

Ransomwarový útok stojí české oběti 8,25 milionu korun

Sophos: Počet ransomwarových útoků na zdravotnické organizace vzrostl v roce 2021 o 94 %

Pavel Houser
24. 6. 2022

Sophos zveřejnil novou studii ze sektoru zdravotnictví „The State of Ransomware in Healthcare 2022“.

Bude 5G v budoucnosti motorem ekonomiky?

Operátor O2 testuje v mobilní síti zrychlené 5G o rychlosti až 5 Gb/s

ČTK
24. 6. 2022

Operátor O2 testuje zvýšení rychlosti v mobilní síti 5G až na pět Gbit/s. V

Vláda projedná novelu, která zpřesní pravomoci NÚKIB

Soud potvrdil verdikt, který znemožnil stahování některých filmů z Ulož.to

ČTK
24. 6. 2022

Nejvyšší soud (NS) potvrdil verdikt, na jehož základě nelze na serveru Ulož.to vyhledat a

Vláda projedná novelu, která zpřesní pravomoci NÚKIB

V kauze IT zakázek olomoucký soud plánuje v říjnu závěrečné návrhy

ČTK
23. 6. 2022

Olomoucký krajský soud chce v říjnu vyslechnout závěrečné návrhy v kauze 13 veřejných zakázek

Dzurilla předává agendu vládního zmocněnce pro digitalizaci Bartošovi

Vláda může jmenovat novým ředitelem NÚKIB dosavadního náměstka Lukáše Kintra

ČTK
23. 6. 2022

Vláda může jmenovat novým ředitelem Národního úřadu pro kybernetickou a informační bezpečnost (NÚKIB) dosavadního

Z Ruska kvůli válce na Ukrajině odešli IT specialisté, chybí jich 170 000

ČTK
23. 6. 2022

Ruští specialisté na informační technologie po začátku války na Ukrajině zemi masivně opouštěli, v

Tiskové zprávy

Společnost Lenovo představila českému trhu budoucnost hybridní práce s prémiovými produkty Yoga

Atos v rámci 12. ročníku Ceny Josepha Fouriera ocenil mladé talenty v oblasti počítačových věd

Společnosti Avaya a Microsoft uzavřely strategické partnerství

GFI Software: nejúčinnější ochrana firemní sítě při práci z domova je VPN

ČSÚ: Investice do inovací byly rekordní

Lenovo nově definuje sílu pracovních stanic novým ThinkStation P360 Ultra

Zpráva dne

Doživotní licence na Windows 10 za € 11, Office za € 23, v červnu s námi ušetříte až 91 %!

Doživotní licence na Windows 10 za € 11, Office za € 23, v červnu s námi ušetříte až 91 %!

Redakce
1. 6. 2022

Supernabídka od Goodoffer24 pokračuje i v červnu! Nejzajímavější z nabídek je bezpochyby doživotní licence na...

Odebírat newsletter

Zásady ochrany osobních údajů.

Zkontrolujte svoji doručenou poštu a potvrďte odběr.

Komentujeme

Chvála černých skřínek

Musk a Twitter, příběh robotických účtů

Pavel Houser
6. 6. 2022

Vztah mezi Elonem Muskem a Twitterem byl zásadní dávno před tím, než se Musk rozhodl firmu...

Slovník

AMR-WB

NMC

Roaming

Nejpopulárnější články

SonicWall a Arcserve pro bezpečnost dat od partnerů distributora Entec

Jak jsme na tom s řízením kybernetické bezpečnosti

Richard Jan Voigts
27. 5. 2022

Vědci přišli na levnou výrobu nejlepšího grafenu

Pavel Houser
3. 6. 2022

Cloudové služby nejsou pro útočníky jen cílem, ale i prostředkem

Poptávka po odbornících na kyberbezpečnost strmě roste, stejně tak i jejich platy

Redakce
31. 5. 2022

Broadcom převezme VMware za 61 miliard dolarů

ČTK
26. 5. 2022

Téměř polovina finančních ředitelů považuje samoobslužná data a analytiku za hnací sílu produktivity zaměstnanců

Redakce
25. 5. 2022

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 byz Byznys Cloud Ekomerce Hardware inter Internet Operační systémy Podnikový software Právo Rozhovory Science Security Technologie Telekomunikace Veřejná správa Vývoj a HTML Zpráva dne České IT

Píšeme jinde

RSS ScienceMag RSS

  • Týden na ITBiz: Cloudový trh se dál koncentruje
  • Objevili dosud neznámý typ neutronové hvězdy, asi pomalu rotující magnetar
  • Velmi jasný bolid časně ráno 24. června 2022 nad jižním Rakouskem

RSS AbcLinuxu RSS

  • Stack Overflow Developer Survey 2022
  • Mattermost 7.0
  • Hra VirtuaVerse na GOG zdarma

Newsletter

Zásady ochrany osobních údajů.

Zkontrolujte svoji doručenou poštu a potvrďte odběr.

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.