Kosten- und zeitoptimiertes Entwickeln von Applikationen mit Funktechnologien

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Ein Entwicklungsingenieur, der die Kommunikation rein als zusätzliche Funktion sieht und dessen Kernkompetenz das Entwickeln der eigentlichen Applikation ist, ist von den vielen verschiedenen Funkstandards und ihren spezifischen Besonderheiten oft überfordert.

Wählen wir als Beispiel eine komplexe Maschinensteuerung, die mit einem Smartphone oder Tablett PC kalibriert oder kontrolliert werden soll, während sie gleichzeitig von batteriebetriebenen Sensoren Informationen erhält. Diese Steuerung sollte sinnvollerweise mit Funktechnologien für den weltweiten Einsatz ausgestattet werden.

Vernetzte batteriebetriebene Sensoren übertragen üblicherweise Informationen mit einer Datenrate von maximal 0,2Mb/s. Hier bietet sich der Standard Bluetooth4.0 Smart an.

Andererseits soll die Steuerung via Tablett PC oder Laptop auslesbar oder kalibrierbar sein.

Die meisten verfügbaren Tablett PCs, Laptops oder Smart Phones verfügen jedoch noch nicht über Bluetooth Smart, und selbst wenn, könnte man mit dieser Technologie die zum Steuern oder Auslesen der Steuerung oft erforderliche Nettodatenrate von bis zu 2,1Mb/s nicht übertragen. Hier ist daher der Standard Bluetooth2.1EDR hinsichtlich Funktionalität und Kosten eine attraktive Alternative.

Im Standard Bluetooth4.0Smart-Ready werden diese beiden Technologien und ihre Vorteile vereint.

Hersteller wie z.B. Panasonic bieten Entwicklungsumgebungen an, mit denen der Ingenieur sein Design einfach in drei Schritten durchführen kann. Sie bestehen aus zwei USB Sticks, die das jeweilige Funkmodul (siehe Bild), in unserem Beispiel das PAN1026), eine USB to UART Bridge und Anschlussfeld enthalten und auf die die wichtigsten Kontakte des Moduls wie z.B. die serielle Schnittstelle oder die Spannungsversorgung herausgeführt sind.

Im ersten Schritt werden beide USB Sticks mit dem Rechner des Ingenieurs verbunden. Die Sticks erscheinen dann in der passenden Softwareumgebung des Tools als Com-Ports.

Durch leichtverständliche Benutzeroberflächen ist der Entwickler in der Lage, sich schnell und effizient in die Technologie Bluetooth4.0 Smart-Ready einzuarbeiten und erste Tests zur Reichweite, Datenmenge und Verhalten der Module durchzuführen.

Anschließend kann er damit beginnen, seine Applikationsscripts zu erstellen, die das Modul spezifisch ansteuern. Diese Scripts wiederum laufen auf dem Host Controller der Applikation, wodurch der Ingenieur vollen Zugriff hat und diese Scripts an geänderte Anforderungen der Steuerung anpassen kann.

Der eigentliche Bluetooth Stack ist einschließlich seriellem Port Profil, mit dem die Verbindung zu Laptop und Tablett realisiert wird, auf dem Modul im ROM als eine Art Blackbox hinterlegt, die ihrerseits mit AT Befehlen angesprochen wird. Der Bluetooth Smart Teil ist bis zum GATT Layer, also den 3 untersten Schichten des OSI Models, im Modul implementiert.

In einem zweiten Schritt kann jetzt einer der USB Sticks vom Rechner entfernt und über die Pads direkt mit der Applikation verbunden werden, um weitere applikationsbezogene Tests durchzuführen. So kann der Ingenieur die Funkstrecke und die Applikation mittels Funk überprüfen, ohne einen eigenen Prototypen mit dem Bluetoothmodul erstellen zu müssen. Dies spart signifikant Zeit und natürlich Geld.

Im letzten Schritt werden Musterstückzahlen der Module auf den Prototypen implementiert und anschließend Praxistests im Feld durchgeführt.

Wichtig für den Ingenieur ist ein erfahrener Partner mit umfangreicher Erfahrung wie z.B. die Endrich Bauelemente GmbH, die neben den passenden Lösungen auch technisch kompetenten Support bieten kann.

 

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Entwicklungsumgebung PAN1026 von Panasonic