Vom Sensor bis zum Kunden

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1 "" Vom Sensor bis zum Kunden Embedded Geräte zentral überwachen und auswerten Luftschadstoffmessung für innet Folie 1 Luftschadstoffmessung Was ist das? Um was geht s? Folie 2 5. November 2009 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 1

2 "" PM10, PM2.5 (Feinstaub) NO,NO 2 (Stickoxide) O 3 (Ozon) CO (Kohlenmonoxid) Temperatur Luftfeuchtigkeit Luftdruck Globalstrahlung Windrichtung/-stärke VOC (Benzol, Toluol) Folie 3 Folie 4 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 2

3 "" Luftschadstoffmessung Messen Folie 5 Messen Luftschadstoffmessung Erfassen Folie 6 Erfassen Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 3

4 "" Luftschadstoffmessung Übertragung in das Datenzentrum Folie 7 DZ Luftschadstoffmessung Plausibilisierung Folie 8 Plausibilisierung Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 4

5 "" Luftschadstoffmessung Reporting Folie 9 Reporting Luftschadstoffmessung Reporting (Beispiel) Folie 10 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 5

6 "" Die Herausforderungen Neue Messdatenerfassung Folie 11 Situation: Neue Messstationen müssen beschafft werden. Investition in eine neue Lösung oder in das Bestehende? Probleme der alten Messdatenerfassung: Konfiguration der Messgeräte ist nur vor Ort möglich Anbindung von neuen Messgeräten ist teuer und zeitaufwendig, da nur mit externen Experten möglich Hohe Lizenzkosten der bestehenden Messdatenerfassungssoftware Folie 12 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 6

7 "" Neue Messdatenerfassung als Bestandteil der End-to-End Gesamtlösung Folie 13 Messen Erfassen DZ Plausibilisierung Reporting Die Herausforderungen Messgerätetypen Anbindung der bestehenden Messgerätetypen Keine oder spärliche Dokumentation der Protokolle Unterschiedliche Hersteller der Geräte Analoge Interfaces (u.a. RS232) Proprietäre Protokolle, keine Standards Engineering Aufwand für Anbindung unklar Reverse Engineering der Protokolle Folie 14 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 7

8 "" Die Herausforderungen Messgerät Remote Kalibrierung der Messgeräte Remote Kalibrierung: Kalibrieren der Messgeräte via Internet Es gibt keine käufliche Lösung zur Remote Kalibrierung von Messgeräten Entwicklung eines Kalibrators, der Remote bedient werden kann. Folie 15 Die Herausforderungen Messdatenerfassung Bedienung und Konfiguration Dummy taugliche Bedienung. Kritische Akzeptanz bei den Anwendern. Alle Bedienelemente der Messgeräte müssen Remote bedient werden können. Entwicklung nach Usability Grundsätzen. Folie 16 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 8

9 "" Die Herausforderungen Messdatenerfassung Offline Datenhaltung Reduziertes GSM Netz zu weit abgelegenen Stationen. Minimale Datenpufferung der Messdaten für 1 Woche. Automatische Einlieferung durch jede Messstation. Augenmerk auf fehlertolerante Kommunikation. Folie 17 Die Herausforderungen Anbindung an Datacenter Kommunikation zum Datacenter Verwendung der bestehenden Kommunikationsinterfaces. Remote Installation auf allen Messdatenerfassungen. Gleichzeitige Konfiguration mehrerer Messgeräte. Nutzung der Synergien der bestehenden Codebasis. Folie 18 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 9

10 "" Die Herausforderungen Prüfung und Publikation der Messdaten Keine Beeinträchtigung der restlichen Layer Paralleler Betrieb der alten und der neuen Messdatenerfassung. Unter keine Umständen Ausfall von Messdaten. Blackbox - und Regressionstests. Folie 19 Die Herausforderungen Zusammenfassung Ziele der neuen Messdatenerfassung Automatische Messdatenerfassung und Einlieferung Remote Administration aller Messgeräte Einfache Einbindung von neuen Messgerätetypen Geringe Unterhaltskosten Rechte der Lösung sind bei innet Intuitive Bedienung Folie 20 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 10

11 "" Die Umsetzung Folie 21 Die Umsetzung Entwicklung mit Agile RUP Rasche Prüfung der technischen Risiken (Messgerätetreiber, Messdaten, usw.) Architekturdurchstich bis Ende Elaboration Phase Scharfer Einsatz in Deponie Kölliken ab Mitte Construction Phase Durchstich Kölliken Inception Elaboration Construction Transition Folie 22 Herbst 2006 Frühling 2007 Herbst 2007 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 11

12 "" Einsatz Deponie Kölliken Das Target Folie 23 Einsatz Deponie Kölliken Das Target Folie 24 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 12

13 "" Einsatz Deponie Kölliken Das Target Folie 25 Einsatz Deponie Kölliken Das Target Zurzeit erfolgen die auf ein Jahr angelegten Nullmessungen, d.h. die Dokumentation des Zustandes der Umgebungsluft vor dem Beginn des Deponierückbaus. Folie 26 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 13

14 "" Die Umsetzung Architekturdurchstich Architekturdurchstich ca. 20% der Funktionalität Folie 27 Die Umsetzung Architekturdurchstich Koordination mit Server AIRMO Team AIRMO Architekturdurchstich Internet Definieren Treiberkonzept Aufwandschätzung / 1. Version MG-Treiber Konfig. Datei Scheduler Messdatenerfassung Treiber zu MG1 Messgerät MG 1 Folie 28 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 14

15 "" Die Umsetzung Messgeräteanbindung Priorisierte Anbindung der ca. 20 Messgerätetypen Die am meistverwendeten Messgerätetypen zuerst Erste Aufwandschätzung > 20 Tage/Messgerätetyp Entwicklung pendelt sich bei 2 5 Tagen/MG-Typ ein Kommunikationsframework spart Zeit Reverse Engineering zeigt Ähnlichkeiten der Protokolle Folie 29 Requirements & Usability Engineering Requirements Engineering Personas, Szenarien, Storyboards Interaction Design GUI Prototyping Usability Evaluation Usability Testing Use Case Modellierung und Spezifikation UI Guidelines, Styleguides Folie 30 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 15

16 "" Requirements & Usability Engineering Requirements Engineering Personas, Szenarien, Storyboards Interaction Design GUI Prototyping Usability Evaluation Usability Testing Use Case Modellierung und Spezifikation UI Guidelines, Styleguides Folie 31 Personas Name Paul Alter 30 Verantwortung Ausbildung Kann Messgeräte bedienen, hat aber Mühe, wenn ein aussergewöhnliches Ereignis auftritt. Konsultiert Bedienungshandbücher eher ungern Will nur für die Messgeräte zuständig sein Hat Lehre und Zusatzausbildungen absolviert Muttersprache Deutsch Zusatz Sprache Computerenglisch Verdienst Einkommen als Messgeräteexperte Wohnort Hobbies Zivilstand Wohnt in Mietwohnung (Block 2. Etage) Wandern, Botanik, Meteorologie ledig Folie 32 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 16

17 "" Personas Name Thomas Alter 55 Verantwortung Ausbildung Administrator des IT Netzes Ist u.a. verantwortlich für die Messstationen Bedient alle Geräte und Softwaresysteme Hat FH oder ETH Abschluss Muttersprache Deutsch sowie Englisch und Französisch Verdienst Einkommen als Ingenieur Wohnort Hobbies Zivilstand Wohnt in Reiheneinfamilienhaus Familie, Sport, Computer verheiratet Folie 33 Requirements & Usability Engineering Requirements Engineering Personas, Szenarien, Storyboards Interaction Design GUI Prototyping Usability Evaluation Usability Testing Use Case Modellierung und Spezifikation UI Guidelines, Styleguides Folie 34 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 17

18 "" Szenarien Beispiel Folie 35 Requirements & Usability Engineering Requirements Engineering Personas, Szenarien, Storyboards Interaction Design GUI Prototyping Usability Evaluation Usability Testing Use Case Modellierung und Spezifikation UI Guidelines, Styleguides Folie 36 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 18

19 "" Use Cases und Test Cases Use Case Use Case Use Case Use Case Use Case Use Case Use Case Test Case Folie 37 Requirements & Usability Engineering Requirements Engineering Personas, Szenarien, Storyboards Interaction Design GUI Prototyping Usability Evaluation Usability Testing Use Case Modellierung und Spezifikation UI Guidelines, Styleguides Folie 38 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 19

20 "" Das User Interface Folie 39 Das User Interface Status der Messgeräte Folie 40 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 20

21 "" Das User Interface Status der Messgeräte Folie 41 Das User Interface Gemessene Daten als einzelnes Chart Folie 42 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 21

22 "" Das User Interface Gemessene Daten als überlagerte Charts Folie 43 Das User Interface Status des kompletten Systems Folie 44 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 22

23 "" Das User Interface Konfiguration des kompletten Systems Folie 45 Das User Interface Online Konfiguration des Kalibrators Folie 46 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 23

24 "" Das User Interface Online Kalibrierung der Messgeräte Folie 47 Die technische Lösung Folie 48 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 24

25 "" Die neue Luftschadstoffmessung Lösung DAISY DAISY steht für Daten Akquisition System ist eine universelle Messdatenerfassung kann komplett via Web Browser bedient werden basiert auf COTS PC Hardware nutzt Windows XP Embedded als Betriebssystem ist in.net/c# entwickelt Folie 49 DAISY voilà! Folie 50 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 25

26 "" DAISY ist das Herz jeder Messstation Schematische Darstellung Messstation Folie 51 Die DAISY Architektur Bestandteile System DAISY Messgerät(e) und entsprechende Treiber Scheduler Intervall gesteuerte Prozess/Aufgaben Verarbeitung Datenbank Konfigurationsdaten und Rohmessdaten Web Applikation (IIS) Applikation + Webservice Folie 52 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 26

27 "" Online-Betrieb Automatische Dateneinlieferung Folie 53 Offline Betrieb Daten gespeichert bis Einlieferung möglich Folie 54 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 27

28 "" Die DAISY Architektur Messgeräte Treiberarchitektur: Wiederverwendbarkeit durch Entkoppelung Kommunikationskanal Protokoll Messgerät Folie 55 Die DAISY Architektur Verwendete Technologien:.NET 2.0 / C# ASP.NET 2.0 Microsoft Enterprise Library 3.0 AJAX Control Toolkit Datenbank SQL Server 2005 Express Edition Betriebssystem Microsoft Windows XP Embedded (SP2 Feature Pack 2007) Folie 56 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 28

29 "" Der Kalibrator Folie 57 Der Kalibrator from/to DAISY RS232 (9Pin D-Sub) 16-Bit-A/D-Converter and Communication Board Communication with all MFC Units using ASCII/Bayern- Hessen Protocol with MFC/ Transducer addressing. MFC Z l/min F Span Gas 1 OUT to Gasmonitor 1 PTFE ¼ From Calibration Gas Bottle 1 Steel 1/16" Rawgas-1 IN MFC S ml/minf MFC Z l/min F Span Gas 2 OUT to Gasmonitor 2 PTFE ¼ From Calibration Gas Bottle 2 Steel 1/16" Rawgas-2 IN MFC S ml/minf MFC Z l/min F Span Gas 3 OUT to Gasmonitor 3 PTFE ¼ From Calibration Gas Bottle 3 Steel 1/16" Rawgas 3 IN MFC S ml/minf From Compressor/Purifier PTFE ¼ Critical orifice 10l/min@4bar Zerogas IN MFC Z l/min F Pres. & Temp. Transducer F Zero Gas OUT to O3 Generator PTFE ¼ Folie 58 additional MFC F Split to Gasmonitors PTFE ¼ Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 29

30 "" Der Business Case Folie 59 Operative Kosten 90% Kostenersparnis durch entfallene Reisen Folie 60 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 30

31 "" Investition in End-to-End Lösung Investition in DAISY und zus. Messstationen = Beschaffung alte Lösung für zus. Messstationen Folie 61 Intellectual Property [IP] Sämtliche Rechte an DAISY gehören innet. Folie 62 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 31

32 "" Einbindung von neuen Messgeräten < 5 Tage zur Einbindung neuer Messgeräte. Folie 63 Kosten für externe Spezialisten 0.- Externe Kosten für Konfigurationen. Folie 64 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 32

33 "" Zufriedenheit der Anwender Messgeräteexperten können DAISY bedienen Folie 65 Fazit Folie 66 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 33

34 "" Fazit Strategisch wichtiges Standbein Die Messdatenerfassung ist zentraler Bestandteil der innet Geschäftstätigkeiten. Reisekostenreduktion durch Webanbindung von DAISY. DAISY hat sich bewährt und arbeitet zuverlässig. Der Einsatz von Standard Web Technologien ermöglicht die Fernbedienbarkeit und Wartbarkeit. Web Technologien Potential für Innovation! Für durchgängige End-to-End Lösungen: Zühlke. Folie 67 Q&A Folie 68 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 34

35 "" Vom Sensor bis zum Kunden Embedded Geräte zentral überwachen und auswerten Luftschadstoffmessung für innet Folie 69 Rolf Höpli / rolf.hoepli@zuehlke.com 35