atp edition Gamification in Kollaborationsnetzwerken (Vorschau)

spricht: So ist die Hardware heute in vielen Haushalten
bereits verfügbar und muss nicht extra gekauft werden.
Laut [7] besitzen heute bereits mehr als 50% der unter
30-Jährigen ein Smartphone, der Trend geht stark nach
oben. Die Rechenleistung aktueller Geräte muss sich
nicht hinter gewöhnlichen PC-Systemen verstecken. Mit
teilweise 4 Prozessorkernen und hohen Taktraten ist die
Leistungsfähigkeit selbst für größere Rechenoperationen
ausreichend. Doch auch in diesem Punkt gibt es nach
oben keine Grenze. Durch das Cloud-Computing-Prinzip
Infrastructure as a Service [8] können sehr rechenintensive
Prozesse an zentrale Server ausgelagert werden. Die
dafür nötigen Voraussetzungen bringen alle gängigen
Smartphones vom Werk aus mit.
Der Preis in der Anschaffung eines Diagnosegeräts ist
letztlich auch ausschlaggebend, ob ein solches Konzept
eine Chance auf dem Markt hat. Selbst wer bisher noch
kein Smartphone besitzt, kann von den günstigen Preisen
dank der Massenproduktion profitieren. Spezielle Diagnosegeräte
mit vergleichbarer Funktionalität wären um ein
Vielfaches teurer und auf die Funktionalität der Diagnose
beschränkt. Wer ein aktuelles Smartphone besitzt, muss
nur noch die passende App herunterladen, vorausgesetzt,
das automatisierte System bietet eine entsprechende Diagnoseschnittstelle.
Der Aufwand zur Integration einer
solchen Diagnoseschnittstelle hält sich für den Hersteller
in Grenzen, im Idealfall beschränkt sich die Arbeit auf
geringe Software-Anpassungen zur Weiterleitung der gewünschten
Daten von und zu einer externen Schnittstelle.
Das Thema Sicherheit wird im Rahmen von Cloud
Computing und Vernetzung öfters angesprochen. Das
vorgestellte Diagnosekonzept hat den Vorteil, dass das
automatisierte System nicht direkt mit dem Netzwerk
oder Internet verbunden ist. Stattdessen stellt das Smartphone
die Verbindung während des Diagnosevorgangs
als Zwischenglied her und vermittelt nur diejenigen Informationen,
die für den Diagnosevorgang notwendig
sind. Je nach Auswahl der Funktechnologie muss der
Anwender bis auf 5 cm an das System herantreten, um
die Verbindung herzustellen. Der Zugriff Unbefugter ist
in diesem Fall also nahezu unmöglich.
4. MÖGLICHE NEUE BEDIENKONZEPTE
Neben der gesamten Diagnosefunktionalität stehen beim
Einsatz dieses Konzepts eine Reihe weiterer Einsatzmöglichkeiten
offen: Durch die Verbindung zwischen automatisiertem
System und Smartphone kann das Mobiltelefon
auch als flexibles Bediengerät genutzt werden. Dies
ermöglicht eine Vielfalt an neuen Interaktionsmöglichkeiten.
Einerseits ist in den meisten Fällen ein deutlich
größeres Anzeigedisplay vorhanden, auf dem zusätzliche
Informationen dargestellt werden können. Eine Steuerung
per Spracheingabe, die Bedienung durch Gesten
oder die Verwendung des Neigungssensors im Smartphone
sind nur einige der neuen Interaktionsmöglichkeiten.
Zudem kann das automatisierte System Nachrichten,
zum Beispiel über den aktuellen Betriebszustand, an den
Anwender senden, der zeitnah darauf reagieren kann.
Auch das Konfigurieren von Systemen stellt oft eine
große Herausforderung dar. Viele Optionen überfordern
den Anwender, da die Einstellmöglichkeiten aufgrund
begrenzter Displaygrößen nicht ausreichend genau erklärt
sind. Auf dem Smartphone lassen sich durch den
größeren Bildschirm zusätzliche erklärende Texte darstellen,
die jede Option kurz beschreiben. Weitergehende
Hilfeangebote können mit einem Klick erreicht werden.
Modelle zum flexiblen Firmware-Update sind durch
den Einsatz von Smartphones ebenfalls denkbar: Da der
Anteil an Software in heutigen automatisierten Systemen
immer weiter zunimmt, besteht hier die Möglichkeit,
diesen Teil auf einen neueren Stand zu bringen. Aktuell
scheitert dies meist an einer fehlenden Internetverbindung,
die nicht vorhanden oder auch nicht gewollt ist.
Das Smartphone stellt diese fehlende Komponente zur
Verfügung, es lädt einen neuen Softwarestand herunter
und überspielt diesen unter Berücksichtigung aktueller
Sicherheitsstandards auf das gewünschte System.
Im Home-Entertainment-Bereich sind solche Konzepte
heute schon gängig. Der Fernseher oder die Beleuchtung
zu Hause lassen sich bereits mit dem Smartphone
steuern und konfigurieren. In der Automatisierungstechnik
ist dieser Schritt längst überfällig.
5. PROTOTYPISCHE REALISIERUNG DES KONZEPTS
Am Institut für Automatisierungs- und Softwaretechnik
wurde das beschriebene Konzept bereits an zwei Demonstratoren
prototypisch umgesetzt. Ein handelsüblicher
Waschtrockner wurde mit einer Diagnoseschnittstelle
auf WLAN-Basis erweitert, die den Zugriff auf die
im System enthaltenen Sensoren und Aktoren im Rahmen
der Diagnose ermöglicht. Mit einem Smartphone
und der passenden darauf laufenden Anwendung kann
nun eine vollständige Diagnose des Waschtrockners
durchgeführt werden. Ein Teil der Diagnosefunktionalität
wird direkt vom Smartphone aus gesteuert, ein anderer
Teil wird in Form einer separaten Diagnose-Software-Komponente
vom Smartphone auf den Waschtrockner
übertragen, wo diese im Anschluss ausgeführt
wird. Künstliche in den Waschtrockner eingebaute
Hardware-Fehler werden von der Diagnosesoftware zuverlässig
erkannt und geeignete Schritte zur Fehlerbehebung
auf dem Smartphone-Display angezeigt.
Das Konzept wurde ebenfalls bei einem am Markt erhältlichen
Kaffeevollautomat angewandt. Der Kaffeevollautomat
hatte den entscheidenden Vorteil, dass er bereits
über eine auf CAN basierende Diagnoseschnittstelle
verfügte. So musste hardwareseitig lediglich ein Adaptermodul
entwickelt werden, welches eine drahtlose
Kommunikation mit dem Diagnose-CAN-Bus erlaubt.
Über eine entwickelte Smartphone-Software ist es möglich,
eine Fehlerdiagnose der Kaffeemaschine vom Mobiltelefon
aus durchzuführen. Zudem wurde hier eine
weitere Anwendung entwickelt, die auch die Bedienung
der Kaffeemaschine zulässt. So kann ein Kaffee mit den
gewünschten Parametern nun bequem vom Handy angefordert
werden. Durch eine im Smartphone enthaltene
Spracherkennungsfunktion kann der Kaffee auf Wunsch
verbal bestellt werden. Selbst unscharfe Aussagen, wie
„ich möchte einen großen lauwarmen Milchkaffee“ können
durch in der Software hinterlegte Mechanismen in
eine konkrete Anweisung umgesetzt werden, die per
Funk an die Kaffeemaschine übertragen wird.
atp edition
3 / 2013
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