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Einleitung

Das ARI Protokoll ist das für die Automated Climate Cell eingesetzte Steuerprogramm. Da sich innerhalb einer Wuchszelle eine Vielzahl an unterschiedlichen Teilen, wie etwa Sensoren, Pumpen und dergleichen befinden, verlangt die Ansteuerung dieser Bauteile einen zeitgesteuerten Kontrollmechanismus. Die Entwicklung von automatisierten Abläufen, welche nicht nur auf einem Gerät, sondern auf einer Vielzahl an unterschiedlichen Hardwarekomponenten geschehen soll, verlangt ein weitgehendes Verständnis der verwendeten Komponenten. Beispielsweise ist der Informationsaustausch zwischen einem Computer mit Betriebssystem und einer kleinen Steuereinheit, die mit minimalen Ressourcen arbeitet, mit allerlei Hürden gespickt.

Funktion

Das ARI Protokoll kapselt Steuerbefehle und Messwerte, sowie Eigenschaften und Verhalten von Komponenten in einem Netzwerk. Ein Steuercomputer verfügt über eine vom Benutzer anpassbare Konfigurationsdatei, die Eigenschaften von zu steuernden Komponenten zuordnet und dem verarbeitenden Programm zur Verfügung stellt.

So ist in einer solchen Datei etwa ein Sensor mit einer gewissen Registrierungsnummer und der Bedeutung der von dem Gerät empfangenen Daten hinterlegt.

Möchte man eine vollkommen neue Komponente in das System einpflegen, so ist lediglich ein entsprechender Eintrag zu schreiben und schon erkennt das System die neue Komponente und kann mit ihr arbeiten.

Features

Das ARI Protokoll bietet eine Lösung zu diesen Fragestellungen der Automatisierungstechnik:

  • Wie kann der Computer erkennen, was für Sensoren die Steuereinheit hat?
  • Wie kann der Computer erkennen, ob mehr als eine Steuereinheit verbunden ist?
  • Woher weiß der Computer, wie groß die Datenpakete sind und was sie bedeuten?
  • Wie kann der Computer während des Betriebs erkennen, ob alle Geräte funktionstüchtig sind?

Anwendung

Eine Beispielanwendung findet sich in der Heimautomatisierung. So lässt sich etwa eine Routine erstellen, die über die im Heimnetzwerk verbundene Geräte erkennt. Ist das Mobiltelefon des Benutzers nicht mehr verbunden, lässt sich mittels des ARI Protokolls ein Befehl zum Ausschalten aller Lichter ausführen.

Dafür ist ein Computer, der die Befehle vergibt und eine Steuereinheit, die das Licht aus- und einschaltet notwendig. Der Computer erstellt regelmäßig eine Liste an aktiven Geräten im Heimnetzwerk und schickt einen Befehl zum Ausschalten aller Lichter an die Steuereinheit, sobald ein Gerät nicht mehr vorhanden ist.

Technische Details

Modelltyp Space based Middleware
Skalierbarkeit 1.09 * 10^12 Komponenten (Entspricht im Anwendungsfall ACC 46% der Fläche von Deutschland)
   
Referenzimplementierung Masternode Target Broadcom SoC BCM2836 (Raspberry Pi 2)
Referenzimplementierung Masternode C++, PHP, JavaScript, HTML
Referenzimplementierung Workernode Target Atmega328p (Arduino Nano r3)
Referenzimplementierung Workernode C++
Bussystem in der Referenzimplementierung TWI