Live IoT Data in MATLAB Gebruiken met RTI Connext DDS Integratie

Bij het analyseren van sensordata omvat de typische workflow het verzamelen van ruwe data, het converteren naar een bruikbaar formaat, en vervolgens het benutten van MATLAB's krachtige analytics-mogelijkheden. De dataconversie-stap kan echter tijdrovend zijn. Met MathWorks' recente integratie kan MATLAB nu direct subscriben op en publiceren van data via DDS, de de-facto middleware voor IIoT-communicatie. Dit stelt ontwikkelaars in staat om realtime analytics te prototypen en testen met minimale overhead.

Aan de slag

Voordat je begint, zorg ervoor dat MATLAB en RTI Connext DDS geïnstalleerd zijn. De volgende versies werden in de voorbeelden gebruikt:

• MathWorks MATLAB R2016b
• MathWorks DDS Blockset 2.9.2
• RTI Connext DDS 5.2.3 (Linux & Windows)
• RTI Shapes Demo Applicatie (geïnstalleerd met Connext DDS)
• Windows 10 PC

Bekijk de installatievideo om te verifiëren dat alle componenten correct geconfigureerd zijn: Installatievideo.

Initialisatie

Na installatie, initialiseer DDS in MATLAB met de volgende stappen:

• Importeer de IDL datatype(s) die voor je project vereist zijn.
• Creëer een DDS Domain Participant.
• Creëer een DDS DataWriter.
• Creëer een DDS DataReader.

Het importeren van een IDL-bestand genereert automatisch de bijbehorende .m bestanden voor MATLAB. Bijvoorbeeld, om ShapeType.idl te importeren:

> DDS.import('ShapeType.idl','matlab','f')

Eenmaal geïmporteerd, is het datatype beschikbaar voor het creëren van DataReader/DataWriter. Creëer een Domain Participant:

> dp = DDS.DomainParticipant;

Koppel writers en readers voor het ShapeType datatype op de Triangle en Square topics:

> dp.addWriter('ShapeType','Triangle') > dp.addReader('ShapeType','Square')

Subscriben op Data in Shapes Demo

De RTI Shapes Demo biedt voorgeconfigureerde topics voor Square, Circle en Triangle, allemaal gebaseerd op ShapeType. Gebruik de demo om een subscriber te creëren voor het Triangle topic; laat QoS-instellingen op hun standaarden.

Data Publiceren vanuit MATLAB

Met de DataWriter geconfigureerd, publiceer een groene driehoek:

%% Maak een instantie van ShapeType
myData = ShapeType;
myData.x = int32(75);
myData.y = int32(100);
myData.shapesize = int32(50);
myData.color = 'GREEN';
%% Schrijf data naar DDS
dp.write(myData);

De Shapes Demo toont een enkele groene driehoek zoals hieronder getoond:

Andere publicatiepatronen:

%% Groene driehoeken in een lijn met 1 Hz
for i=1:10
myData.x = int32(20 + 10*i);
myData.y = int32(40 + 10*i);
dp.write(myData);
pause(1);
end
%% Groene driehoeken in een cirkel met 20 Hz
for i=1:1000
angle = 10*pi * (i/200);
myData.x = int32(100 + (50 * cos(angle)));
myData.y = int32(100 + (50 * sin(angle)));
myData.shapesize = int32(40);
myData.color = 'GREEN';
dp.write(myData);
pause(0.05);
end

De demo visualiseert deze patronen als getoond:

Data Publiceren in Shapes Demo

In de Shapes Demo, creëer een publisher voor het Square topic. Selecteer een kleur (bijv. oranje) en houd QoS standaarden. De demo zal de X,Y positie van het vierkant elke 30 ms uitzenden.

Subscriben op Data in MATLAB

Gebruik de Square DataReader om data van de Shapes Demo te consumeren. Lees tien samples met één-seconde intervallen:

%% Lees data
for i=1:10
dp.read()
pause(1);
end

MATLAB outputs tien berichten vergelijkbaar met de onderstaande screenshot:

Geavanceerd Use Case: Transformeren en Visualiseren

Na het vestigen van bidirectionele communicatie, transformeer de ontvangen vierkant-data door X en Y coördinaten te wisselen, publiceer het als een rode driehoek, en plot de X-posities over tijd. Het onderstaande MATLAB-script demonstreert deze workflow:

%% Alloceer array voor 100 samples
xArray = zeros(1,100);
%% Verzamel, transformeer en herpubliceer
for i=1:100
[myData, status] = dp.read();
if ~isempty(myData)
x = myData(1).x;
y = myData(1).y;
xArray(i) = x;
yArray(i) = y;
myData(1).y = x;
myData(1).x = y;
myData(1).color = 'RED';
dp.write(myData(1));
end
pause(0.05);
end
%% Plot X-positie
t = 1:100;
plot(t,xArray);
legend('xPos');
xlabel('Tijd');
ylabel('Positie');
title('X Posities');

De Shapes Demo toont nu een rode driehoek die het oranje vierkant spiegelt, terwijl MATLAB de X-positie plot rendert:

Het integreren van DDS met MATLAB stroomlijnt data-ingestie, injectie en analyse. Hoewel deze demo de eenvoudige Shapes-applicatie gebruikt, werkt dezelfde benadering voor elke DDS-gebaseerde IoT-databron. Voor dieper inzicht in MATLAB's DDS-integratie, bezoek de MATLAB DDS Integratie-pagina op MathWorks. Om Connext DDS verder te verkennen, raadpleeg de ontwikkelaarsbronnen hier.