Сподели

Киберфизическите системи свързват технологиите и процесите с новите технически решения

12 юли 2021 г.

Проектиране и разработване на системи с гласово управление в ТУ – Габрово, или как студентите се подготвят за Индустрия 4.0

Навлизането и внедряването на Индустрия 4.0 в индустриалните предприятия, а също така и настъпващата дигитализация в различни сфери на човешката дейност, поставят нови задачи и предизвикателства пред висшите училища. Изключение не прави и Технически университет – Габрово. Ето защо Инженер.bg се обърна към учебното заведение, за да коментираме заедно какви са тенденциите в образованието, наложени от концепцията за Четвъртата индустриална революция. „Платформата Индустрия 4.0 в същността си размива физическите, цифровите и биологичните граници. Киберфизическите системи, като основен компонент на Индустрия 4.0, свързват вградените системни производствени технологии и интелигентните производствени процеси към новите технически решения“, заяви доц. д-р инж. Алдениз Рашидов – директор на център за електронно и дистанционно обучение в ТУ – Габрово. Вижте неговия коментар по темата в следващите редове.

Технически университет – Габрово е образователна и научна институция, която разполага със съвременна материално-техническа база и управлява един от най-модерните технологични паркове в страната. Всичко това осигурява възможност на преподаватели, докторанти, изследователи и студенти да работят и да се развиват в областта на Индустрия 4.0. В учебните планове на някои от специалностите в ТУ-Габрово са включени дисциплини, по които студентите придобиват знания в областта на дигитализацията – например, по дисциплината „Киберфизически системи“ на специалност „Индустриален мениджмънт“ и по дисциплините „Интернет базирани системи“ и „Индустриални информационни системи“ на специалност „Автоматика, роботика и компютърни управляващи системи“. Разбира се, съдържанието и темите, които се разглеждат по посочените по-горе и по други изучавани дисциплини в ТУ-Габрово, свързани с Индустрия 4.0, се обновяват и разширяват динамично.

„През последните години голяма част от производителите на електроуреди и автоматизирани системи започнаха да интегрират различни смарт решения в своите продукти. Като водещ преподавател и титуляр на по-горе изброените дисциплини ще се опитам да представя кратко резюме на това, което ще се разглежда през следващата учебна година по дисциплината „Интернет базирани системи“, посочи доц. Рашидов.

В тази дисциплина се интегрират различни по вид услуги и технологии с цел получаване на познания от студентите за проектиране и разработване на уеб-базирани системи за отдалечено събиране и обработка на данни, получени от различни измервателни устройства, а също така и за наблюдение и управление на устройства през глобалната мрежа Интернет. Разбира се, една част от използваните по тази дисциплина компоненти и технологии, се изучава в предходните курсове на обучение.

Ето и всички компоненти и технологии, които се изучават по тази дисциплина „Интернет базирани системи“:

  • Облачни бази от данни на MSSQL в платформата Microsoft Azure, Облачни NoSQL бази от данни – DynamoDB на Amazon Web Services (AWS);
  • Уеб сървъри, уеб сървъри интегрирани в контролери;
  • Скриптови и интерпретируеми програмни езици Node.js, Python, необходими за създаване на Lambda функции в облачната платформа Amazon Web Services при гласово управление на устройства;
  • Създаване на умения (Skills) за гласово управление чрез гласов асистент на Amazon или мобилно устройство.
  • Програмиране за контролери Ардуино, създаване на скечове на програмен език C++;
  • Проектиране и дизайн на електронни схеми за платки с контролери с помощта на продукта Fritzing;
  • Скриптови и програмни езици – PHP, HTML, CSS и JavaScript за създаване на динамични и интерактивни уеб базирани системи.

 

 

Основна практическа задача по дисциплината „Интернет базирани системи“ ще включва проектирането и разработването на примерна система за гласово управление на LED лента посредством използване на гласов асистент Amazon Alexa, микроконтролер ESP8266 с интегрирано реле, AWS Lambda функция, Alexa Skill, уеб сървър за връзка с контролер ESP8266, уеб сървър, интегриран в контролер ESP8266, и облачна база от данни. Lambda функцията се използва от гласовия асистент Amazon Alexa чрез специално създадено за тази цел умение (Alexa Skill). Уменията се съхраняват в хранилище от умения – Alexa Skill's за Алекса, подобно на хранилищата на Google Play и Apple App Store. Подадената гласова команда активира облачната Lambda функция, която се свързва с уеб сървъра за връзка и чрез динамично приложение, създадено на езика PHP, комуникира с интегрирания в ESP8266 уеб сървър, при което контролера реализира управлението на LED лентата. Така чрез гласовия асистент Amazon Alexa или друго мобилно устройство е възможно с гласови команди да се осъществява наблюдение и управление на действията на LED лентата. 

 

Описаната практическа задача ще се разрешава окончателно през време на обучението по друга важна дисциплина – „Програмиране на мобилни устройства“, в която студентите ще получават познания за разработване на приложения за мобилни устройства. Те ще им позволят създаването на завършени интелигентни решения за наблюдение и управление на различни устройства в глобалната мрежа.

„Представеното тук е само един скромен отговор на предизвикателствата, пред които ни поставя внедряването на Индустрия 4.0 и настъпващата дигитализация в различните сфери на човешката дейност. Голяма част от преподавателите в Технически университет – Габрово са подготвени за тези предизвикателства и имат необходимия потенциал, за да подготвят добри инженерни кадри в тази област“, обобщи още доц. Рашидов.

Източник на снимковия материал: ТУ – Габрово, freepik.com, доц. Алдениз Рашидов (личен архив)

Сподели

Още от Индустрия 4.0