Zakoračili smo u Doba podataka. Količina podataka koji se prikupljaju eksplozivno raste kako se kompanije sve više oslanjaju na podatke prilikom donošenja kritičnih poslovnih odluka. Inžinjeri u skladu sa svojim potrebama zahtevaju pouzdane i tačne akivizicione sisteme koji su laki za korišćenje. Ipak, inovacije na tržištu akvizicije podataka neće obuzdati njegovu neutoljivu glad za podacima. Alati za akviziciju podataka moraju brže evoluirati kako bi bolje odgovorili na zahteve rastuće populacije korisnika kojima su podaci potrebni kako bi donosili svoje odluke. Ovi alati u ovom trenutku padaju u dve kritične oblasti: jednostavnost i fleksibilnost softvera i jednostavnost setapa sistema za merenje.
Danas, korisnici su prinuđeni da izaberu ili softver sa ograničenim mogućnostima konfigurisanja, koji pomaže pri osnovnom beleženju podataka, ali se ne može modifikovati u skladu sa aplikacijom, ili da svoju aplikaciju za akviziciju podataka pišu od početka. Proizvođači hardvera daju softver koji jedva da ima esencijalne mogućnosti za beleženje podataka sa uređaja, terajući korisnike da koriste druge alate za programska rešenja kada se potrebe nadrastu mogućnosti instaliranog softvera. Ovo je primoravanje na nepotreban kompromis, jer softver za akviziciju podataka mora ima mogućnost da se razvija kako bi premostio jaz između konfiguracije i prilagođavanja. Sistemski setup zahteva različita merenja u raznim varijetetima ožičenja, softverskim i hardverskim konfiguracijama kako bi se korisniku predstavio pravi signal sa maksimalnom verodostojnošću. Opet, sofver se mora doraditi tako da sistemski setap učini što lakšim za korisnika. Efikasnost inžinjera opada zbog ovih problema. U ispitivanju koje je izvršena nad 3800inžinjera, 27% je istalo da je razvoj softvera vremenski najzahtevniji deo njihovog angažovanja, dok je 21% njih najviše vremena potrošilo za setup sistema.
Slika 1: Većina vremena u aplikaciji provede se u pripremi umesto u analiziranju podataka na osnovu kojih se dolazi do boljih odluka.
Da bi se išlo u korak sa rastućom potrebom za podacima, inžinjeri su primorani da traže sve više od sistema za akviziciju. Inovacije u softveru za akviziciju podataka mogu igrati presudnu ulogu u savladavanju ovih izazova.
Softverski ekstremi
Inžinjeri koriste dva tipa softvera za akviziciju podataka koji se nalaze na suprotnim krajevima spektra kompleksnosti: merni softver sa fiksiranom funkcionalnošću baziran na konfiguraciji sistema koji dolazi sa uređajem za akviziciju i merni softver koji kodira sam korisnik kako bi kontrolisao uređaje koje koristi. Softver sa fiksnom funkcionalnošću je dobar za brzo setovanje osnovnih parametara uređaja kao što su podešavanja brzine uzorkovanja, pritiska dugmeta za snimanje, čuvanje podataka u raw formatu. Sa druge strane, softverska rešenja koje kodira sam korisnik daju mu mogućnost da programira bilo koju funkcionalnost ako zna način i ima strpljenja da to uradi. U scenariju sa programiranjem, inžinjeri mogu tačno definisati merenje ili ponašanje koje je njima potrebno. Ovo traži vreme za programiranje i validaciju rešenja, kao i stručnost da se softver napiše od početka.
Korisnici kojima su potrebne većinom tipične aplikacije akvizicije podataka i njihovog čuvanja, sa nekim malim modifikacijama kao što bi bio poseban algoritam za analizu ili dodatni osnovni logički uslovi, moraju da biraju između ova dva ekstrema. Kako narastaju njihove potrebe preko mogućnosti softvera koji dolazi uz hardver, oni moraju u jednom trenutku učiniti taj skok ka drugom ekstremu: potpuno prilagođenom, programskom rešenju.
Slika 2: Na današnjem tržištu, inžinjeri moraju da biraju između korišćenja softvera sa fiksnom funkcionalnošću i potpuno prilagođenom programskom rešenju koji sami kodiraju prema svojim potrebama.
Nema razloga zašto softver za akviziciju podataka nebi mogao da se razvije kako bi popunio ovaj spektar. Softverska rešenja koja bi nudila kontinum od konfigurabilnih merenja do prilagođenja kroz programiranje bi pomogla inžinjerima da budu efikasniji. Rešenja bazirana na konfiguraciji su izuzetno korisna za uobičajene delove aplikacija za prikupljanje podataka, kao što je setovanje senzora na nekom kanalu, selektovanje učestanosti odabiranja i imlementacija osnovnih trigera ili skaliranje. Softverska rešenja mogu iskoristiti ova podešavanja i pomoći inžinjerima da ih iskoriste kao osnovu za gradnju potrebne funkcionalnosti u okviru intuitivnog programerskog okruženja i na taj način ukloniti sada neizbežan kompromis između lakoće korišćenja kroz konfiguraciju i maksimalne fleksibilnosti kroz programerska rešenja.
Figure 3: Softver koji bi premostio jaz izmeđi ograničene konfiguracije i programabilnih rešenja mogao bi da učini inžinjere mnogo efikasnijim.
Gubitak vreme prilikom sistemskog setupa
Svako koje ikada pravio merne sisteme znao koliko je vreme setapa dugo, a pogrešan setap može indukovati greške unutar sistema koje je veo teško debagovati. Različiti tipovi merenja mogu zahtevati različite hardverske specifikacije, načine ožičenja i unikatnu softversku konfiguraciju da bi predstavili pravi signal sa maksimalnom verodostojnošću. Danas, inžinjeri mogu da odaberu između širokog opsega sistema u zavisnosti od fleksibilnosti, modularnosti hardvera za akviziciju oni mogu da ga adaptiraju i rekonfigurišu kako bi izvršili promene na I/O ili odabiranja. Iako je ovo izuzetno korisno za korisnike koji se suočavaju sa izazovima ili proširuju sistemske uslove, fleksibilnost sistema komplikuje proces sistemskog setapa.
Posmatrajmo uređaj sa jednom funkcijom, kao što je ručni merač temperature. Pri korišćenju ovog uređaja, rizik za nastajanje greške u setapu je nizak. Dok god je uređaj namenjem samo jednoj nameni, hardver i softver ovog uređaja su napravljeni da zadovolje te potrebe, i mogućnosti setovanja različitih parametara su ograničene. S druge strane, modularni sistemi za akviziciju podataka imaju veliki broj I/O opcija i omogućavaju mnoge merne kombinacije. Ova fleksibilnost daje nižu cenu koštanja celog sistema jer je isti hardver adaptiran na različite aplikacije. Međutim, sa time dolazi veći broj konfiguracionih opcija koje mogu iskomplikovati sistemski setap. Softver za akviziciju podataka mora biti bolje dizajniran da ukloni ovu komleksnost.
Danas, softver koji se isporučuje sa uređajima za akviziciju podataka malo čini da pomogne korisnicima da shvate i kroz dokumentaciju razumeju sistemske veze kao što je ožičenje senzora. Postoji ogromna mogućnost za softver da prevaziđe tu složenost. Bolji softver za akviziciju podataka može skratiti sistemski setap poboljšanjem vizuelizacije sistema, preporučivanjem ispravnog ožičenja i bolje provere konfiguracije kanala.
Očekivati više
Akvizicija podatak igra kritičnu ulogu u dolaženju do inovacija i otkrića. Inžinjeri se snažno oslanjaju na prikupljene podatke da bi doneli ispravne odluke u vezi dizajna, a napredni softveri za akviziciju podataka bi mogli da imaju ogroman uticaj na njihovu efikasnost. Da bi se to postiglo, softver za akviziciju podataka mora da se razvije kako bi ispunio jaz između oglaničene konfigurabilnosti i fleksibilnih, ali skupih namenski programiranih rešenja, bez povećanja kompleksnosti sistemskog setapa. Da bi održali mir sa rastućim zahtevo za podacima, vreme je da zatražimo više od softvera koji koristima za njihovo prikupljanje.
Piše: Michael Neal, Software Product Manager
Više informacija: National Instruments d.o.o., Kosovelova ulica 15, SI 3000 Celje, Slovenija, serbia.ni.com