• 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

Nejvýkonnější evropský superpočítač je plně k dispozici
Zprávičky

Nejvýkonnější evropský superpočítač je plně k dispozici

7. 2. 2023
Umělá inteligence: Nástroje vs. platforma, věda vs. kreativita
Zprávičky

Google zpřístupní chatovacího robota, do vyhledávání zapojí umělou inteligenci

7. 2. 2023
Vláda projedná novelu, která zpřesní pravomoci NÚKIB
Zprávičky

Novela zákona zřejmě zpřesní povinnosti operátorů a zpřísní opatření proti spamu

6. 2. 2023
Za bezpečnostní incidenty v cloudu mohou hlavně samotní zákazníci
Zprávičky

Itálie varuje před rozsáhlým útokem hackerů na zařízení se systémem VMware ESXi

5. 2. 2023

Zprávičky

Nejvýkonnější evropský superpočítač je plně k dispozici

Nejvýkonnější evropský superpočítač je plně k dispozici

Pavel Houser
7. 2. 2023

Třetí nejvýkonnější superpočítač na světě a jednička v Evropě je od února 2023 plně

Umělá inteligence: Nástroje vs. platforma, věda vs. kreativita

Google zpřístupní chatovacího robota, do vyhledávání zapojí umělou inteligenci

ČTK
7. 2. 2023

Společnost Alphabet, pod kterou spadá i Google, spustí chatovacího robota a do vyhledávání na

Technologické firmy plánují investovat v Saúdské Arábii 9 miliard dolarů

ČTK
7. 2. 2023

Přední světoví technologičtí giganti investují v Saúdské Arábii více než devět miliard USD (200

Dell propustí 6 650 lidí, asi 5 % zaměstnanců

ČTK
6. 2. 2023

Americká počítačová společnost Dell Technologies celosvětově propustí 6650 lidí, což je zhruba pět procent

Vláda projedná novelu, která zpřesní pravomoci NÚKIB

Novela zákona zřejmě zpřesní povinnosti operátorů a zpřísní opatření proti spamu

ČTK
6. 2. 2023

Novela zákona o elektronických komunikacích, která upravuje nárok na levnější volání pro sociálně slabé

Za bezpečnostní incidenty v cloudu mohou hlavně samotní zákazníci

Itálie varuje před rozsáhlým útokem hackerů na zařízení se systémem VMware ESXi

ČTK
5. 2. 2023

Tisíce počítačových serverů po celém světě se staly terčem hackerského útoku vyděračským softwarem (ransomware).

Chatovací robot ChatGPT je nejrychleji rostoucí aplikace v historii

ČTK
5. 2. 2023

Chatovací robot ChatGPT, který využívá umělou inteligenci, se stal nejrychleji rostoucí spotřebitelskou aplikací v

Američané silně investují do čínských firem na umělou inteligenci

ČTK
4. 2. 2023

Američtí investoři, včetně investičních divizí firem Intel a Qualcomm, se v letech 2015 až

Tiskové zprávy

Acronis varuje: stále více dětí má možnost využívat snadných nákupů po internetu

Společnost i-PRO představuje první aplikaci pro detekci změny scény s umělou inteligencí

Jacob Ringler povede českou pobočku i vývoj ve společnosti Vendavo

Uvolnění potenciálu střední a východní Evropy

Ness v O2 Czech Republic pomáhá s přechodem do cloudu

Společnost vshosting dosáhla loni obratu téměř čtvrt miliardy Kč

Zpráva dne

Goodoffer24 říká – v únoru dáte za doživotní licenci Windows 10 jen €12 a za Office €23

Goodoffer24 říká – v únoru dáte za doživotní licenci Windows 10 jen €12 a za Office €23

Redakce
2. 2. 2023

Zdaleka ne každý má stovky dolarů na upgrady svého počítačového softwaru. To je také...

Odebírat newsletter

Zásady ochrany osobních údajů.

Zkontrolujte svoji doručenou poštu a potvrďte odběr.

Komentujeme

Chvála černých skřínek

Prokletý smartphone: nejen chyby, ale i špatné rozhodování

Pavel Houser
27. 12. 2022

Asi nikoho nepřekvapí, že za neustálou dostupnost smartphonu se platí tím, že práce na tom zařízení...

Nadcházející akce

  1. Virtuální konference Kyberbezpečnost pro zdravotnictví

    23. února
  2. Hannover Messe 2023

    17. dubna - 21. dubna

Zobrazit všechny Akce

Slovník

Pobočka

Masstige

SAR (Specific Absorbtion Rate)

Nejpopulárnější články

Kde se v podnicích uplatní metaverzum?

Redakce
2. 1. 2023

Trendy: předplacené služby, kontejnery, vliv rostoucích cen energií a experti se širším záběrem

Redakce
28. 12. 2022

Nová směrnice NIS 2 se bude týkat tisíců firem. Připravte se na bezplatné virtuální konferenci

Nová směrnice NIS 2 se bude týkat tisíců firem. Připravte se na bezplatné virtuální konferenci

Redakce
20. 1. 2023

Podařilo připravit husté křemíkové nanodrátky pro aplikace s vysokými frekvencemi

Při vzniku chyby by kvantové počítače mohly data automaticky mazat

Pavel Houser
3. 1. 2023

Vybudujte linii obrany pro zastavení vlny ransomwarových útoků

Redakce
23. 12. 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 Byznys Cloud Ekomerce Hardware Internet Operační systémy Podnikový software Právo Rozhovory Science Security techn Technologie Telekomunikace Veřejná správa Vývoj a HTML Zpráva dne České IT česk

Píšeme jinde

RSS ScienceMag RSS

  • Nejvýkonnější evropský superpočítač je plně k dispozici
  • Nová technologie zrychlí imunochemické testování
  • Vstřebatelné fixační hřeby do dlouhých kostí

RSS AbcLinuxu RSS

  • Festival Steam Next | únor 2023
  • xorg-server 21.1.7 řeší CVE-2023-0494
  • Fedora 38 nabídne celý Flathub

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.