So entwerfen Sie industrielle IoT-Systeme mit DDS und LabVIEW 2017

Vor zwei Jahren habe ich angefangen an einem wirklich interessanten Projekt zu arbeiten:"RTI DDS Toolkit for LabVIEW". Ich war wirklich glücklich, weil ich nicht nur mit LabVIEW vertraut war, sondern auch gerne damit arbeitete. Obwohl es eine gute Gelegenheit war, musste ich zugeben, dass ich etwas nervös war, denn kurz bevor ich zum Team kam, erfuhr ich, dass der Hauptentwickler des RTI DDS Toolkit für LabVIEW in eine andere Abteilung wechseln würde. Darüber hinaus hatte RTI gerade die Auszeichnung „Produkt des Jahres“ des NI Tools Network gewonnen. Also kein Druck.

Jetzt sollte ich der Hauptentwickler im LabVIEW-Team sein. Es war mir wichtig, so viel wie möglich von meiner Kollegin zu lernen, bevor sie in ihre neue Position wechselte. Wir haben viel Zeit damit verbracht, das bestehende Projekt zu überprüfen und mein Wissen über LabVIEW zu erweitern. Nach ein paar Monaten war die Umstellung abgeschlossen und ich begann mit der Einführung neuer Funktionen und übernahm die volle Verantwortung für das Projekt.

Dann erhielten wir tolle Neuigkeiten:Das RTI DDS Toolkit wird in LabVIEW 2017, die neueste Ausgabe des Produkts, integriert. Wie großartig! Wir haben eng mit NI zusammengearbeitet, um dies zu ermöglichen und unser Produkt an die Anforderungen von NI anzupassen. Wir haben auch unser Team vergrößert, um die Bemühungen zu unterstützen – das waren wirklich gute Nachrichten!

Nach ein paar Monaten waren wir fertig und LabVIEW 2017 wurde mit dem integrierten RTI DDS Toolkit veröffentlicht! Die Integration wurde während der Keynote-Präsentation auf der NI Week 2017 öffentlich angekündigt.

Nach der Ankündigung haben wir ein paar häufig gestellte Fragen zu DDS erhalten und ich wollte sie alle an einem Ort beantworten:

"Warten Sie einen Moment, ich bin ein LabVIEW-Benutzer, aber können Sie mir mehr darüber erzählen, was dieses DDS-Ding ist?"

DDS ist ein offener Standard der Object Management Group (OMG). Es ist mehr als ein Messaging-Protokoll, es ist ein interoperables datenzentriertes Kommunikations-Framework für das Industrial Internet of Things (IIoT). Weitere Informationen zu DDS finden Sie auf der OMG DDS-Website:http://portals.omg.org/dds/what-is-dds-3/

"Damit kann ich also zwischen LabVIEW-Anwendungen kommunizieren, richtig?"

Ja tut es. Aber nicht nur das, Sie können auch zwischen LabVIEW und anderen Systemen kommunizieren, ohne sich um das Betriebssystem oder die Programmiersprache kümmern zu müssen. Sie können LabVIEW sogar mit Legacy-Systemen verbinden! Darüber hinaus können auch die NI-Boards, die NI Linux verwenden, diese Technologie verwenden (z. B. die Serien cRIO 903x und cRIO 906x).

"Was sind die Hauptmerkmale des RTI DDS Toolkit?"

Das RTI DDS Toolkit enthält ein neues, hochgradig konfigurierbares Datenkommunikationsparadigma, das zuvor in LabVIEW nicht existierte. Es ermöglicht N:M-Kommunikation mit Sicherheit, geringer Latenz, Zuverlässigkeit und hohem Durchsatz. Das RTI DDS Toolkit in Kombination mit den anderen von LabVIEW unterstützten Kommunikationsmethoden ermöglicht es Ihnen, sich all Ihren Netzwerkherausforderungen zu stellen:

Standardmäßig folgt es einem Publish-Subscribe-Kommunikationsmuster, bei dem Herausgeber Daten zu einem bestimmten Thema schreiben. Datenkonsumenten abonnieren die Themen, an denen sie interessiert sind, und lesen dann die Daten aus diesen Themen. Datenleser und -schreiber erkennen sich automatisch und tauschen Daten Peer-to-Peer über den besten verfügbaren Kommunikationspfad aus, einschließlich Shared Memory, UDP-Multicast oder UDP-Unicast. Da kein Netzwerkdienst oder Message Broker erforderlich ist, bietet dies eine hochgradig skalierbare und einfach zu implementierende Lösung.

"Okay, das ist wirklich nützlich, aber wie kann ich das RTI DDS Toolkit in LabVIEW verwenden?"

Zuerst müssen Sie es in LabVIEW installieren. Wenn Sie LabVIEW 2017 verwenden, haben Sie eine Verknüpfung im Blockdiagramm:Wählen Sie Data Communication, RTI DDS Toolkit, Install, wie unten gezeigt:

In Versionen vor LabVIEW 2017 finden Sie unser Toolkit im LabVIEW Tools Network. Sie können es über den VI-Paket-Manager herunterladen. Suchen Sie im Suchfeld nach „rti dds“ und klicken Sie dann auf die Schaltfläche „Paket(e) installieren“:

Es öffnet ein Installationsfenster vom VI-Paket-Manager. Nachdem Sie mehrmals auf die Schaltfläche 'Weiter' geklickt haben, wird das RTI DDS Toolkit installiert.

Das RTI DDS Toolkit folgt demselben Programmiermuster wie andere LabVIEW-APIs:

• Startup
• Aktion
• Herunterfahren

Daher ist die Verwendung des RTI DDS Toolkit für LabVIEW-Programmierer intuitiv.

"Was kann ich im RTI DDS Toolkit finden?"

Die Version 2.0.0.104 (in LabVIEW 2017 enthalten) enthält außerdem mehrere Tools, die Sie bei der Entwicklung Ihrer Anwendung unterstützen. Diese Tools bieten eine einfache Möglichkeit, die folgenden Aktionen auszuführen:

• Debuggen von Anwendungen und Finden von Bugs oder Fehlern in Ihren VIs.
• Sicherheitskonfiguration einfach erstellen.
• Erzeugen benutzerdefinierter SubVIs für Ihren spezifischen ComplexType.

"In meiner Anwendung passiert etwas Unerwartetes, wie kann ich es debuggen?"

Mit dem RTI DDS Toolkit Administration Panel können Sie die Debug-Meldungen Ihrer LabVIEW-Anwendung überprüfen sowie ein Gesamtbild Ihres Systems anzeigen (einschließlich der Anzahl der erstellten Entitäten, LabVIEW-Knoten usw.). Sie können auch einige Protokollierungsparameter darauf konfigurieren:

"Sie haben auch die Sicherheit erwähnt, also wie kann ich meine Daten sichern?"

RTI DDS Toolkit kann konfiguriert werden, um Ihre Kommunikation mit verschiedenen Schlüsseln und Dokumenten zu authentifizieren, zu verschlüsseln und zu signieren. Wir bieten ein Security Panel, das die Erstellung Ihrer gewünschten Sicherheitskonfiguration erleichtert. Sie erstellen 'Sichere Profile', die beim Erstellen einer Entität (Datenschreiber oder -leser) verwendet werden. Sie können diese Profile auch verwalten:Auf der Registerkarte 'Aktuelle Profile' wird eine Liste aller erstellten Profile angezeigt. Sie können ein beliebiges Profil auswählen und seine Parameter laden oder löschen:

"Ich habe einen komplexen Typ, kann ich das RTI DDS Toolkit mit diesem Typ verwenden?"

Die im RTI DDS Toolkit enthaltenen polymorphen VIs unterstützen viele einfache Typen. Wenn dies nicht ausreicht, können Sie mit dem ComplexType Generator Ihre benutzerdefinierten SubVIs erstellen, um DDS für eine bestimmte LabVIEW-Typdefinition (*.ctl) zu verwenden. Dieser ComplexType Generator generiert die folgenden Dateien:

• ComplexType Einfachen/erweiterten Reader erstellen
• ComplexType Symple/Advanced Writer erstellen
• ComplexType-Lesen
• ComplexType-Schreiben

Wenn die Generierung von Beispiel-VIs aktiviert ist, werden auch die folgenden SubVIs generiert:

• ComplexType-Reader-Beispiel
• ComplexType Writer-Beispiel

Alle diese SubVIs haben einen Eingangs-Pin, dessen Typ die Typdefinition (*.ctl-Datei) ist, die Sie vor der Generierung dieser SubVIs angegeben haben.

Wenn sich Ihr Typ ändert, müssen Sie nur die SubVIs neu generieren (ohne die Beispiel-VIs zu generieren). Ersetzen Sie sie und Ihre Anwendung erhält die neuesten Änderungen.

Wie Sie wahrscheinlich wissen, werden diese Bedienfelder nur auf Windows-Systemen unterstützt. Dies liegt daran, dass sie von LabVIEW-Funktionen abhängen, die von RT-Zielen nicht unterstützt werden. Wir haben jedoch einige zusätzliche SubVIs hinzugefügt, um die Aktionen aus den Administrations- und Sicherheitsfenstern auf RT-Zielen zu replizieren. Diese SubVIs haben ihre eigene Unterpalette (DDS Debugging und DDS Security) in der Kategorie Tools. Für Windows-Anwendungen können Sie die Panels sowie die erstellten SubVIs verwenden.

Weitere Informationen zum RTI DDS Toolkit finden Sie in den folgenden großartigen Ressourcen:

1. Das RTI DDS Toolkit-Leitfaden für die ersten Schritte
2. RTI DDS Toolkit-Webseite
3. Das RT

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