JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
 Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise

Hur konstruerar man ett komplext automationssystem som är skalbart till tusentals noder och verifierar att allt -fungerar? Vi pratar med Raybaseds teknikchef Jan Ryderstam om testning.

Göteborgsbaserade Raybased utvecklar ett trådlöst system för byggnadsautomation, allt från egen hårdvara och protokoll till mjukvara, systemlösning och molntjänster. 

Idén är att kunna erbjuda byggherrarna en produkt som kan installeras som vilken annan byggteknik som helst. Den normalt kostsamma projekteringen ska dessutom vara halvautomatisk. 

Sedan måste systemet fungera med den robusthet som krävs när man styr byggnader där verksamheten måste fungera utan störningar. Det gör verifieringen extra viktig.

Utvecklingen går enligt plan för det tidigt börsnoterade företaget. Idag gör man pilotinstallationer.

Jan Ryderstam

– Vi är ju inte klara med allt, det sker en ständig utveckling, säger Jan Ryderstam.

Företaget sysselsätter tretton pesoner. För ett halvår sedan var alla konsulter, men nu ska flertalet bli anställda.

En av dem jobbar heltid med att bygga upp ett enhetligt arbetssätt och automatisering av testandet. Han är civilingenjör som tidigare jobbat med automatisk testning på Ericsson. 

I övrigt är testandet en del av varje ingenjörs jobb. 

Den högsta funktionsnivån, de delar av systemet som ”gör” saker, simulerar man på pc.

– En pc är rikare att arbeta i. Där är det lättare att avbugga och lättare att hitta statiska och dynamiska fel.

Här beror inte funktionen av kommunikationsformen – Can, Ethernet eller radio – utan bara av informationen som ska överföras och resultera i styrning.

Många praktiska problem är svåra att märka under normal drift. Om en termostat slår i ändläget tar det tid innan temperaturen ändras.

– När vi testar funktionen i en simulator ser vi direkt om givaren inte spelar ihop med ställdonet på rätt sätt.

Det är i systemets mjukvara som komplexiteten ligger och det är den som Jan Ryderstam pratar mest om.

– Trots allt är hårdvaran relativt enkel, så den är lättare att testa. 

Raybaseds hårdvara är helt och hållet byggd av standardkomponenter. Den testas delvis hos företaget självt och delvis på testinstituten, som dessutom testar vissa aspekter av mjukvarans grundfunktioner.

På protokollnivå är frekvenser och modulation standardiserad, medan nätverkslagret är skräddarsytt.

Är protokollet färdigtestat?

– Även där jobbar vi på förbättringar. Stora installationer med tusentals noder kommer att ställa ökade krav på provning.

Ge exempel på fel ni hittat via test!

– Vi hade ett ständigt problem förra året med överbelastning. Mängder av meddelanden dök upp som inte skulle finnas där. Anledningen var att vi inte förstod hur alla delar i routingalgoritmen fungerade. 

Raybased testade strategiskt, bit för bit, och hittade problemet.

PC-simulatorn emulerar källkoden till mjukvaran för de inbyggda systemen, ner till en modell av gränssnittet till radiochipet. Radiokommunikationen i sig simuleras inte. Inte än.

– På längre sikt kommer vi att gå mot simulering. Men innan vi kan komma dit behöver vi större konfidens i vår kunskap om kommunikationen för att kunna bygga korrekta modeller. 

Hundra ”trådlösa” noder, trådade för test.

Testerna av radiokommunikationen, som Raybased fortfarande utvecklar, sker genom fysiska mätningar i en testuppsättning som Jan Ryderstam är märkbart stolt över.

– Jag har aldrig sett något liknande. Vi tycker att vi hittat en smart lösning.

Testnätet består av inte mindre än hundra trådlösa noder, var och en av dem parallellt kopplad till specialbyggd hårdvara som kommunicerar trådat med en pc.

– Det ger oss en enorm flexibilitet i att göra studier och i att motionera systemet.

Raybased skulle i princip ha kunnat bygga ett system i sina lokaler där noderna var kopplade till lampor och strömbrytare, och riktiga människor gick omkring och tryckte på knappar. 

– Istället har vi tagit fram testhårdvara som gör det med automatik och utan att tröttas. Den ändrar sensorvärden och trycker på virtuella knappar. 

– Vi kan med hög precision följa vad som till exempel händer i systemet från det att en temperatur ändrar sig till dess att en termostat slår till. 

De skarpa kundinstallationerna ska kunna vara betydligt större än hundra noder. 

– Men hundra testnoder räcker antagligen för att ge en bra bild av hur systemet beter sig på mikronivå. Att sedan skala upp därifrån liknar mer en form av parallellisering. 

Stora avstånd i installationen täcker Raybased trådat via Ethernet. Den trådlösa kommunikationen i 2,4 GHz har begränsad räckvidd, vilket är en fördel. Avlägset liggande radionät i stora byggnader stör typiskt inte varandra.

Testar ni era molntjänster?

– Jo, men inte organiserat. Det är för tidigt.

I en installation i Stockholm samlar Raybased in mätdata om rörelse, temperatur och ljus, och skickar till ett molnsystem från energispecialisten Kabona. 

– När vi testar det systemet och konstaterar att data kommer fram till molnet, så är vi nöjda. 

Framöver kommer molntjänsterna att bli mer centrala och användas för både produktion, installation, säkerhet, övervakning, datainsamling, kundportaler och konfigurering.

– Då blir det viktigt med en lika strukturerad verifiering som för det övriga systemet. 

Ett samarbete med en stor IoT-aktör är på väg, avslöjar Jan Ryderstam.

Den hajpade termostatpucken Nest har tidvis slutat att fungera och lämnat kunderna i kylan utan något enkelt sätt att återställa systemet. Och de första attackerna på smarta termostater demonstrerades av säkerhetsforskare i början av augusti. 

Ni har ett extra stort ansvar för att allt fungerar i och med att era system är kritiska.

– Det är en bra anledning till att inte gå via molnet för styrning, som en del produkter för hemmamarknaden gör. De pumpar upp data i molnen och sedan ner i hemmen. Att varje pryl har ett gränssnitt mot Internet gör dem sårbara.

Raybaseds systemlösning är robust genom att den är distribuerad och oberoende av Internetuppkoppling. Företaget inleder just nu dessutom ett samarbete med ett svenskt säkerhetsföretag för att arbeta in olika säkerhetslösningar. 

Har ni några fulhack i koden?

– Det har funnits en del under arbetets gång. Givetvis upptäcker man ofta problem, och ibland ser man att om man gör en viss ändring, så fungerar det där och då.

Hacken förekommer exempelvis i mindre provinstallationer innan de körs i full skala.

– Men de måste alltid tas bort ut systemet. Hack utmärks av att de är optimala för en viss konfiguration, för ett visst sammanhang. De går inte att använda generellt.

Av tre arbetstimmar är två konstruktion och en test, uppskattar Jan Ryderstam. Varje gång en mjukvara ändras tankas den upp till en så kallad Jenkinsserver som kompilerar all källkod. Den nya versionen skickas till en testserver som gör grundläggande testning.

Det här en standardteknik. För att man så snabbt som möjligt ska upptäcka integrationsproblem står servern i princip alltid och tuggar på nya kompileringar och går igenom tester.

– Vi har mycket som återstår att göra för att skapa ett bibliotek med testsekvenser.

Han anser att det är i dessa testsekvenser företagets riktiga kunskaper ligger. 

– De reflekterar på ett väldigt konkret sätt knowhowen, vår IP. Ofta tycker jag att provningsorganisationen är den del av ett företag som har bäst bild av vad systemet kan och gör. 

Konstruktion och provning kompletterar varandra. 

– De behöver varandra och är intimt förknippade. De ger två helt olika vyer in mot systemet som båda är helt nödvändiga.

Konstruktion jobbar med krav, normer, standarder.

– Det är noga med de små delarna. Men det kan bli svårt att se skogen för alla träd.

– Provsidan är mer explorativ – upplever och lär sig på ett helt annat sätt. Det är så man får en bild av om man har hamnat rätt eller fel. Provsystemet ger en ryggrad för att förstå om man fått ett system som är tillförlitligt och relevant och att det gör vad man förväntar sig att det ska göra.

 

 

MER LÄSNING:
 
Branschens egen tidning
För dig i branschen kostar det inget att prenumerera på vårt snygga pappers­magasin.

Klicka här!
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)