1. CLICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
DRAHTWANDERUNG:
WIIR MACHEN DEN NÄXTEN SCHRITT
berlin.jar  2008
Falk Hartmann und Tobias Nebel
14. September 2008

2. ÜBERSICHT
CLICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
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Wer sind wir?
Geräteintegration mit Java
Die ubigrate Integrationsplattform
Demo
Gewinnspiel
14.09.2008
Drahtwanderung
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3. CLICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
Wer sind wir?
14.09.2008
Drahtwanderung
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4. W ER TO WIR M
CLICKSINDEDIT ? ASTER TITLE STYLE
• ubigrate GmbH, Dresden
• „smart device integration“
• Anbieter von Integrationslösungen
– Produkt-basiert, aber individuell
– Universelle Plattform für Geräteintegrationssoftware
– Zusammenstellung aus standardisierten, wiederverwendbaren
Modulen
• Mitglied der Future Factory Initiative, Silicon Saxony und
Mitgründer der JUG Saxony
14.09.2008
Drahtwanderung
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5. UNSER T EDIT GERÄTEVIELFALT
CLICK TOHEMA:MASTER TITLE STYLE
14.09.2008
Drahtwanderung
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6. CLICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
Geräteintegration mit Java
14.09.2008
Drahtwanderung
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7. METTLER TOLEDO BBA 425
CLICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
Industriewaage
MT-SICS
• Herstellerspezifisches ASCII-Protokoll
„MT Standard Interface Command Set“
• Weitgehende produktübergreifend („Protokollfamilie“)
RS 232
• Standard der seriellen Kommunikation
• Java Communications API javax.comm
v3.0 für Linux, Solaris; v2.0 Windows
http://java.sun.com/products/javacomm/
• RX/TX
API wie javax.comm, aber anderes Package (!)
LGPL 2.1
http://www.rxtx.org/
14.09.2008
Drahtwanderung
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8. NZR TO EDIT MASTER TITLE STYLE
CLICKSEM 16 USB
Energiezähler (Zwischenstecker)
EN 62056-21:2002
• Standard für das Auslesen von Energiezählern
• ASCII-basiert
• Hersteller- und produktübergreifend
• Befehle zur Umstellung der Geschwindigkeit des
unterliegenden seriellen Kommunikation
RS 232
• Virtuelle serielle Schnittstelle
USB
• Java: lieber auf die virtuelle serielle Schnittstelle zugreifen
14.09.2008
Drahtwanderung
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9. MTK- TO EDIT GPS-MTITLE
CLICKBASIERTEMASTER AUS STYLE
GPS-Navigationsgerät
NMEA-183
• Standard für die Übermittlung von GPS-Daten
• ASCII-basiert
• Hersteller- und produktübergreifend
RS 232
• Virtuelle serielle Schnittstelle
• Möglicher Zugriffpunkt mittels Java
Bluetooth
• SPP (Serial Port Profile)
• Zugriff über JSR-82 Implementierung
• Avetana (kommerziell für Windows und Mac OS X, unter GPL für Linux,
http://www.avetana-gmbh.de/)
• Bluecove (Linux, Windows; LGPL; http://www.bluecove.org)
• siehe JavaSpektrum 1/2009 
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Drahtwanderung
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10. SLICK TO EDIT 510
CIRIT INFINITY MASTER TITLE STYLE
RFID-Leser mit Antennenmultiplexer und LBT (UHF)
INfinity 510 Protocol
• ASCII-basiert, konsolenähnlich
TCP/IP
• Java: Heimspiel
• Zwei Verbindungen parallel für Befehle und Ereignisse
→ Synchronisation
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Drahtwanderung
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11. L LICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
CEGO MINDSTORMS NXT
Entwicklerspielzeug
Lego Mindstorms Communication Protocol
• Binär, little endian
RS 232
USB
• Virtuelle serielle Schnittstelle • Eigener Treiber
• Java: Nicht empfehlenswert
Bluetooth
• SPP (Serial Port Profile)
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Drahtwanderung
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12. WII R TO EDIT
CLICKEMOTE MASTER TITLE STYLE
Consolen-Controller
WII HID Reports
• Binär, spezifisch, undokumentiert
• Reverse Engineered (siehe http://www.wiili.org)
USB HID
• JSR-80: Java-USB (final 2005)
• RI: http://javax-usb.org/
• Alternativen:
jUSB (http://jusb.sf.net)
Eigenentwicklung per JNI
Bluetooth
• L2CAP
• Erfordert L2CAP-tauglichen
OS-Bluetooth-Stack (d.h.,
nicht den MS-Stack)
Bluetooth
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Drahtwanderung
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13. PLICK TO SENSORNETZWERK
CARTICLE EDIT MASTER TITLE STYLE
Monitoring von Umgebungsdaten
XML Reports
• Temperatur, Druck, Beschleunigung, Helligkeit
• Herstellerspezifisch
UDP
• Broadcast
• Java: java.net
ComCon
• Herstellerspezifisch
• Sendeinterval der Knoten per Firmware einstellbar
ZigBee
• Java: java.net (Achtung: nicht probiert )
14.09.2008
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14. PLICK TO SENSORNETZWERK
CARTICLE EDIT MASTER TITLE STYLE
Monitoring von Umgebungsdaten
XML Reports
• Temperatur, Druck, Beschleunigung, Helligkeit
• Herstellerspezifisch
UDP
• Broadcast
• Java: java.net
ComCon
• Herstellerspezifisch
• Sendeintervall der Knoten per Firmware einstellbar
ZigBee
• Java: java.net (Achtung: nicht probiert )
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15. VLICK TO EDIT MASTER TITLE
COLTCRAFT VC XXX SERIES STYLE
Voltmeter
(Namenlos)
VC 840: Binäres Protokoll
VC 940: ASCII-Protokoll
RS 232
• VC 840: 2400 8/O/1
• VC 940: 2400 7/O/1
• Java: siehe vorn
( VC 940)
- e f a d c g b
( VC 840)
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16. SLICK TO EDIT
CONSTIGES MASTER TITLE STYLE
• SNMP
– SNMP4J: http://www.snmp4j.org
• IETF RFC 2217 (Telnet COM Port Control Protocol)
– Eigenbau basierend z.B. auf telnetd möglich http://telnetd.sf.net
• IEEE 1384
– Keine Java-Lösung in Sicht, „micromanager Ansatz“ möglich
– http://www.micro-manager.org
• OPC
–
–
–
–
–
OLE for Process Control
Abhängig von Version
OPC: nur über eine Bridge auf MS-OS (z.B. SAP xMII UDC)
OPC DA: XML-basiert
OPC UA: Java Stack vorgesehen
• IEEE 1284 (Druckerport)
– Recht selten, prinzipiell per RXTX
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17. CLICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
Die ubigrate Integrationsplattform
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18. PLICK TO
CRODUKT EDIT MASTER TITLE STYLE
14.09.2008
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19. T LICK TO EDIT RUNDLAGEN
CECHNISCHE GMASTER TITLE STYLE
•
•
•
•
•
OSGi-basiert (Equinox 3.3)
Declarative Services
Modellierung mittels XML Schema
Einsatz von JAXB (RI) mit zusätzlichen XJC Plugins
Diverse APIs für die Ankopplung von Geräten (siehe
vorn) und Applikationen (Hibernate, JCo)
• Grundlegender Komponenten-Aufbau
«consumer»
Events
Data
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«producer»
Komponente
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Events
Data
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20. ALICK TO EDIT GERÄTEADAPTERS
CUFBAU EINES MASTER TITLE STYLE
Events
Data
Object
Custom type
RFIDEvent
SCXML (?)
Control Layer
Map<String,Object>
Custom type
MessageEvent
Proprietäres XML
(„.msg.xml“)
Message Layer
LinkEvent
byte[]
Link Layer
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21. ALICK TO EDIT MASTER TITLE
CBSTRAKTIONSSCHICHTEN STYLE
Control Layer
RFIDReaderAdapter
MeasurementAdapter
...
Message Layer
Quasar
MR1
SIRIT Infinity
510
Particle
Sensornetz
Voltcraft 840
...
Link Layer
RS 232
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TCP
UDP
Bluetooth
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USB HID
File
...
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22. V LICK TO EDIT ZUR BOTSCHAFT UND
CON DEN DATENMASTER TITLE STYLEZURÜCK
INfinity_510_Control.msg.xml
<message id="reader-register_event-request"
responses="reader-register_event-response">
<types:string fixed="reader.register_event("/>
<types:integer
target="eventConnectionID“
encoding="enc:ascii“
pattern="###0"/>
<types:string fixed=", "/>
<types:string target="eventTypes"/>
<types:string fixed=")"/>
<include-message ref="crlf"/>
</message>
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23. Message Layer
V LICK TO EDIT ZUR BOTSCHAFT UND
CON DEN DATENMASTER TITLE STYLEZURÜCK
24: Integer
<types:integer
target="eventConnectionID"
pattern="###0“
Formatter
"24": String
Link Layer
Encoder
14.09.2008
encoding="enc:ascii“
/>
{0x32, 0x34} : byte[]
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24. OUT-OF-ORDER ASTER TITLE STYLE
CLICK TO EDIT MMESSAGE CREATION
RDHC_0202N0_02.msg.xml
<message id="binary-prefix" scope="private">
<types:byte fixed="STX"/>
<byte-boundary id="checksum-start"/>
<types:byte target="stationID"/>
<types:byte
calculate="position(${payload-end})position(${payload-start})"/>
<byte-boundary id="payload-start"/>
</message>
<message id="binary-postfix" scope="private">
<byte-boundary id="payload-end"/>
<byte-boundary id="checksum-end"/>
<types:byte
calculate="xor(${checksum-start:checksum-end})"/>
<types:byte fixed="ETX"/>
</message>
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25. OUT-OF-ORDER ASTER TITLE STYLE
CLICK TO EDIT MMESSAGE CREATION
Beispiel: TAGnology ACG HF Multi ISO RFID Reader
STX
Station ID
Length
Flags
Data
1 byte
1 byte
1 byte
1 byte
Variable Length
BCC
ETX
1 byte 1 byte
• Length unbekannt bevor Data vollständig zur Verfügung
• Berechnung der BCC schließt Length ein
– Hier: BCC per XOR, keine Pufferung notwendig
– Andere Reader: CRC-16 o.ä., Out-of-Order computation
komplex, teilweise Patente
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26. L LICK VENTS
CINK ETO EDIT MASTER TITLE STYLE
SEM16USB.msg.xml
<message id="ascii-programming-mode-request"
responses="ascii-programming-mode-response">
<types:byte fixed="ACK"/>
<types:string fixed="0"/>
<types:char target="baud-rate" pattern="#“ id=“baudrate”/>
<types:string fixed="1"/>
<include-message ref="crlf"/>
<event receiver="link"
class="com.ubigrate…events.Reconfigure">
<rs232events:reconfigure baud-rate=“${baudrate}"/>
</message>
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27. L LICK VENTS
CINK ETO EDIT MASTER TITLE STYLE
• Steuerung des Link-Layers durch das Message-Layer
• Link-spezifische Information im Message Model
– Semantik: Nicht angesprochene Links müssen Event ignorieren!
• Beispiele:
– Protokoll-bedingte Umstellung der Link-Geschwindigkeit
• Beispiele: EN 62056-21:2002 über RS 232, ODB-2
– Vollständigkeit einer Übertragungseinheit
• Bei Links mit festen Sendelängen
• Beispiel: USB HID
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28. CLICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
Demo
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29. ALICK TO EDIT
CRCHITEKTUR MASTER TITLE STYLE
- Wire Contact
IO Warrior
Hotwire Demo
Application
WII Remote
-Acceleration
-Buttons
-Rumble
Flex UI
Mindstorms
-Ultrasonic & Touch Sensor
-Motors
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30. CLICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
Gewinnspiel
14.09.2008
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31. REGELN
CLICK TO EDIT MASTER TITLE STYLE
•
•
•
•
Ziel: Kürzeste Fahrzeit
Es muß von Anfang bis Ende gefahren werden.
1x Kontakt → 10 Sekunden Penalty
Hinweise:
–
–
–
–
14.09.2008
Fahren = „B“ (Unterseite)
Geschwindigkeit/Richtung: Kippen der WII Remote
Links/Rechts: Drehen der WII Remote
Achtung: Bei Kontakt stoppt Qubi, erst Kontakt lösen!
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32. PLICK TO
CREISE EDIT MASTER TITLE STYLE
3x
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33. KLICK TO
CONTAKT EDIT MASTER TITLE STYLE
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Anfragen können Sie jederzeit an uns richten.
http://www.ubigrate.com
http://www.jugsaxony.org
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