DNP/AISS1: Erste Schritte

Aus SSV Wiki
Version vom 28. Juni 2019, 19:11 Uhr von Wbu (Diskussion | Beiträge) (IP-Adresse ändern)

(Unterschied) ← Nächstältere Version | Aktuelle Version (Unterschied) | Nächstjüngere Version → (Unterschied)

Wechseln zu: Navigation, Suche
Der erste Vertreter der neuen AISS-Familie ist das Evaluierungsboard DNP/AISS1

Die neue Produktfamilie AISS (Artificial Intelligence Smart Sensor) ermöglicht mit Hilfe eines Baukastenkonzepts die schnelle und individuelle Entwicklung intelligenter Sensorsysteme, die genau auf die jeweilige Aufgabe zugeschnitten sind. Mit diesem AISS-Baukasten lässt sich quasi jede Steuerung mit künstlicher Intelligenz (KI) und Machine Learning (ML) nachrüsten. Der erste Vertreter der neuen AISS-Familie ist das Evaluierungsboard DNP/AISS1. Es bietet neben diversen Sensoren ein kompaktes Embedded System (DNP/9535) inkl. KI- und Connectivity-Software. Der folgende Artikel beschreibt die ersten Schritte mit dem DNP/AISS1.


Einleitung

Lieferumfang

Zum Lieferumfang des DNP/AISS1-Starterkits gehören die folgenden Komponenten:

  • 1x DNP/AISS1
  • 1x Ethernet-LAN-Kabel
  • 1x 12/24 VDC-Steckernetzteil
  • 1x I2C-Verbindungskabel 30 cm
  • 1x Taschenbuch „Machine Learning – kurz und gut“ von O’Reilly
  • 1x gedruckte Inbetriebnahmeanleitung


Info.svg.png Beachten Sie vor dem Einsatz des Starterkits unbedingt die beigefügten Sicherheitshinweise sowie die Inbetriebnahmeanleitung!


Bitte wenden Sie sich an SSV, falls etwas aus der Liste fehlen oder defekt sein sollte.

Anforderungen an den Entwicklungs-PC

Für die Nutzung des DNP/AISS1 wird ein PC benötigt, der mindestens die folgenden Voraussetzungen erfüllen muss:

  • Internetzugang
  • LAN-Schnittstelle zur Verbindung mit dem DNP/AISS1
  • HTML5-konformer Webbrowser (z. B. Chrome oder Firefox)
  • (Text-) Editor zum Bearbeiten von Quellcodes (z. B. Notepad++: https://notepad-plus-plus.org/)
  • FTP-Client, um Dateien vom PC in das Dateisystem des DNP/AISS1 zu übertragen (z. B. FileZilla: https://filezilla-project.org/)
  • Die LAN-Verbindung zwischen PC und DNP/AISS1 sollte möglichst durch keine aktive Firewall geschützt sein. Falls eine Firewall existiert, müssen der TCP-Port 80 (HTTP), der TCP-Port 1880 (Node-RED-UI) und TCP-Port 4200 (Shell-In-a-Box Service, Web Console) freigeschaltet werden.

Auf dem DNP/AISS1 ist Node-RED vorinstalliert und kann vom PC aus per Browser genutzt werden. Daher empfehlen wir, sich mit der Benutzung von Node-RED vertraut zu machen, siehe hierzu auch https://nodered.org/docs/getting-started/first-flow.

Machen Sie sich möglichst auch mit den Grundgedanken des Node-RED-Dashboards vertraut, siehe hierzu https://flows.nodered.org/node/node-red-dashboard.

Falls Sie weitere Eigenschaften und Möglichkeiten des DNP/AISS1 nutzen möchten, sind hinsichtlich der Firewall-Einstellungen ggf. weitere Ports freizuschalten und zusätzliche Software-Installationen auf dem PC erforderlich. Beachten Sie dazu bitte die jeweiligen Hinweise in den entsprechenden Dokumenten.

Kabelverbindungen

Bitte stellen Sie zuerst die Ethernet-LAN-Verbindung her, bevor Sie das Netzteil anschließen.

Ethernet-LAN

Verbinden Sie das mitgelieferte LAN-Kabel mit der LAN-Schnittstelle des DNP/AISS1 sowie einer freien LAN-Schnittstelle des PCs.


Info.svg.png Die LAN-Schnittstelle des DNP/AISS1 ist ab Werk fest auf die statische IP-Adresse 192.168.0.126 voreingestellt. Für die LAN-Schnittstelle Ihres PCs empfiehlt sich daher z. B. die statische die IP-Adresse 192.168.0.1.

Stromversorgung

Verbinden Sie zuerst die beiden Kabelenden des mitgelieferten 12/24 VDC-Steckernetzteils mit der 2-poligen-Versorgungsspannungsklemme des DNP/AISS1, wie in Abbildung 1 gezeigt. Stecken Sie erst danach das Netzteil in eine Steckdose. Warten Sie anschließend den Bootvorgang des DNP/AISS1 ab.


Info.svg.png Die rot gekennzeichnete Ader ist +12 bzw. +24 VDC.


Weboberfläche öffnen (SSV/WebUI)

Öffnen Sie auf dem PC ein Browserfenster und geben Sie folgende IP-Adresse ein, um die Login-Seite (Abbildung 2) der Weboberfläche (SSV/WebUI) auf dem DNP/AISS1 aufzurufen:

  • 192.168.0.126:7777

Geben Sie Benutzername und Passwort ein und klicken Sie auf [OK].


Info.svg.png Den Benutzernamen und das Passwort für den Login entnehmen Sie bitte der mitgelieferten Inbetriebnahmeanleitung!


Nach erfolgreichem Login öffnet sich die Status-Seite (Abbildung 3) des DNP/AISS1 im SSV/WebUI.

Auf dem DNP/AISS1 ist die Software des IGW/941 vorinstalliert, daher wird im SSV/WebUI der Name „IGW/941“ angezeigt.


Einstellungen im SSV/WebUI

Geänderte Einstellungen im SSV/WebUI können mit den Schaltflächen [OK] oder [Apply] übernommen werden.

  • [OK]: Ein Klick auf diese Schaltfläche merkt sich zunächst die Änderungen, wendet sie aber nicht sofort an. Stattdessen können noch weitere Einstellungen geändert werden, die erst nach einem Neustart (Reboot) des DNP/AISS1 alle auf einmal übernommen werden. Nach einem Klick auf [OK] erscheint die Meldung configure done! unten auf der jeweiligen Seite. Nach einer Unterbrechung der Stromversorgung gehen alle Änderungen wieder verloren! Um Änderungen dauerhaft zu speichern, müssen sie persistiert werden.
  • [Apply]: Ein Klick auf diese Schaltfläche übernimmt die geänderten Einstellungen ohne einen Neustart sofort. Nach einem Klick auf [Apply] erscheint die Meldung restart done! unten auf der jeweiligen Seite und die Änderung ist sofort aktiv bzw. der gewünschte Dienst steht sofort zur Verfügung. Nach einer Unterbrechung der Stromversorgung gehen alle Änderungen wieder verloren! Um Änderungen dauerhaft zu speichern, müssen sie persistiert werden.
  • Neustart/Reboot: Um einen Neustart bzw. Reboot des DNP/AISS1 ohne eine Unterbrechung der Stromversorgung durchzuführen, klicken Sie links im Menü auf System > System management (Abbildung 4). Im Abschnitt System klicken Sie in der ersten Zeile (Reboot system) rechts auf [Reboot]. Damit werden alle Änderungen, die mit [OK] bestätigt wurden, übernommen. Nach einer Unterbrechung der Stromversorgung gehen alle Änderungen wieder verloren! Um Änderungen dauerhaft zu speichern, müssen sie persistiert werden.


Einstellungen dauerhaft speichern (Persistieren)

Damit Änderungen auch nach einer Unterbrechung der Stromversorgung gespeichert bleiben, müssen die Änderungen persistiert - also dauerhaft gespeichert - werden. Klicken Sie dazu links im Menü auf System > System management (Abbildung 4). Dort sehen Sie im Abschnitt Temporary configuration welche Einstellungen bzw. Änderungen noch nicht persisitiert wurden. Um die Änderungen dauerhaft - also auch nach einer Unterbrechung der Stromversorgung - zu speichern, klicken Sie unten rechts auf [Persist]. Ob Änderungen persistiert werden müssen, sehen Sie auch immer oben rechts in der SSV/WebUI unter unsaved changes.


IP-Adresse ändern

Um die voreingestellte IP-Adresse 192.168.0.126 des DNP/AISS1 zu ändern, gehen Sie bitte wie folgt vor:

  • Klicken Sie links im Menü auf Network > LAN1 (Abbildung 5).
  • Konfigurieren Sie die LAN-Schnittstelle wie gewünscht.
  • Speichern Sie die Änderungen mit [OK] oder [Apply].


Info.svg.png Wenn Sie die IP-Adresse des DNP/AISS1 ändern und mit [Apply] sofort übernehmen, müssen Sie anschließend das SSV/WebUI mit der neuen IP-Adresse im Browser aufrufen und sich erneut anmelden.


Hier finden Sie detaillierte Informationen, wie Sie das DNP/AISS1 in ein bestehendes Netzwerk bzw. LAN einbinden.


Datum und Uhrzeit ändern

Um Datum und Uhrzeit einzustellen, gehen Sie bitte wie folgt vor:

  • Klicken Sie links im Menü auf System > Time and date (Abbildung 6).
  • Im Abschnitt Current system time wird die aktuelle Uhrzeit des DNP/AISS1 angezeigt.
  • Im Abschnitt Time and date configuration wird die aktuelle Uhrzeit des PCs angezeigt.
  • Wählen Sie unter Time setup den Punkt manually aus.
  • Klicken Sie anschließend auf [Apply], um die PC-Zeit für das DNP/AISS1 zu übernehmen.


Info.svg.png Da das DNP/AISS1 keine Pufferbatterie für die Echtzeituhr (RTC) besitzt, müssen Datum und Uhrzeit bei der Erstinbetriebnahme sowie nach jeder Unterbrechung der Stromversorgung aktualisiert werden.



Zugriff auf Linux-Kommandozeile einrichten

Das Embedded Linux des DNP/AISS1 kann per Kommandozeile bedient werden. Dazu ist keine weitere Software auf dem PC erforderlich. Das DNP/AISS bietet dafür den Dienst Shell-in-a-box, welcher direkt im Browser ausgeführt wird. Um Shell-in-a-box zu starten, gehen Sie bitte wie folgt vor:

  • Klicken Sie links im Menü auf Services > General (Abbildung 7).
  • In der Zeile Shellinanbox service muss rechts ein grüner Pfeil zu sehen sein, welcher anzeigt, dass der Dienst aktiviert ist. Sollte stattdessen ein rotes Quadrat zu sehen sein, muss der Dienst zunächst gestartet werden. Setzen Sie dazu das Häkchen auf der linken Seite und klicken anschließend auf [Apply].
  • Klicken Sie ganz rechts in der Zeile auf den Link web console.
  • Es öffnet sich ein neues Browserfenster mit dem Linux-Login-Prompt (Abbildung 8).
  • In der mitgelieferten Inbetriebnahmeanleitung finden Sie die Zugangsdaten für die Anmeldung.
  • Nach erfolgreicher Anmeldung können Sie wie gewohnt Linux-Kommandos eingeben.


FTP-Zugang einrichten

Um Dateien vom PC in das Dateisystem des DNP/AISS1 zu übertragen, muss ein FTP-Zugang eingerichtet werden. Dazu muss ein FTP-Client auf dem PC installiert sein und passend konfiguriert werden. Wir verwenden im folgenden Beispiel den kostenlosen FTP-Client FileZilla, welcher hier heruntergeladen werden kann: https://filezilla-project.org. Mit den korrekten Zugangsdaten kann aber auch jeder andere FTP-Client verwendet werden.

Starten Sie FileZilla und geben Sie folgende Daten in die Zeile unterhalb der Menüleiste ein (Abbildung 9):

  • Server: IP-Adresse des DNP/AISS1 (voreingestellt ist 192.168.0.126).
  • Benutzername/Passwort: Wie für die Linux-Kommandozeile (siehe Inbetriebnahmeanleitung).
  • Port: 21.
  • Klicken Sie anschließend auf [Verbinden].

Sie sehen jetzt auf der linken Seite des Programmfensters die lokalen Verzeichnisse und Dateien des PCs und auf der rechten Seite die Verzeichnisse und Dateien des DNP/AISS1 (Abbildung 10).

Nun können Dateien und Verzeichnisse per Drag-and-Drop oder per Kontextmenü (Rechtsklick) zwischen PC und DNP/AISS1 verschoben bzw. kopiert werden.


Erste Schritte mit Node-RED

Node-RED ist eine grafische Datenfluss-Programmierumgebung, mit der relativ einfach Eingangsdaten (z. B. von Sensoren) verarbeitet und an verschiedenste Systeme (z. B. Datenbanken oder Cloudservices) weitergegeben werden können. So können beispielsweise die Sensordaten des DNP/AISS1 in einem Node-RED-Dashboard auf verschiedene Weise visualisiert werden.

Node-RED starten

Node-RED ist auf dem DNP/AISS1 bereits vorinstalliert. Um Node-RED zu starten, gehen Sie bitte wie folgt vor:

  • Klicken Sie links im Menü auf Apps > Node-RED.
  • Im Abschnitt General configuration setzen Sie in der Zeile Enable service das Häkchen auf der linken Seite und klicken Sie auf [Apply]. Dieser Vorgang kann einige Sekunden dauern.
  • Auf der rechten Seite erscheint ein grüner Pfeil und Node-RED ist aktiviert.
  • Klicken Sie jetzt ganz rechts in der Zeile auf den Link node-red.
  • Es öffnet sich ein neues Browserfenster mit der Node-RED-Oberfläche (Abbildung 11).

Das Starterkit bietet bereits vorbereitete Flows für den BME280-Sensor (Temperatur, Luftdruck und rel. Luftfeuchtigkeit).



Node-RED-Dashboard starten

Das Starterkit bietet auch ein vorbereitetes Dashboard für die Daten des BME280-Sensors. Um das Dashboard anzuzeigen, gehen Sie bitte wie folgt vor:

  • Klicken Sie im Node-RED-Fenster rechts oben auf den Reiter Dashboard.
  • Klicken Sie anschließend auf das quadratische Symbol mit dem Pfeil gleich unterhalb des Reiters Dashboard.
  • Es öffnet sich ein neues Browserfenster mit dem Node-RED-Dashboard (Abbildung 12).


Info.svg.png Damit im Dashboard auch die Verlaufsdaten im jeweiligen Diagramm angezeigt werden, muss die Systemzeit des DNP/AISS1 korrekt eingestellt worden sein.


User-LED konfigurieren

Das DNP/AISS1 verfügt über eine konfigurierbare LED auf der Hauptplatine mit der Beschriftung D1. Diese LED kann per Kommandozeile in verschiedene Modi versetzt werden.

Die folgende Tabelle zeigt die möglichen Modi:

Modus Funktion
0 LED dauerhaft aus
1 LED dauerhaft ein
2 1 s an und 1 s aus (Zyklisch)
3 100 ms an und 1 s aus (Zyklisch)
4 300 ms an und 300 ms aus (Zyklisch)
5 100 ms an und 100 ms aus (Zyklisch)
6 1 s an und 100 ms aus (Zyklisch)
? Zeigt den aktuellen LED-Modus an
2:8 200 ms an und 800 ms aus (Zyklisch, frei wählbar)


Info.svg.png Auf Grund eines Softwarefehlers in der Firmware-Version 3.0-7392, ist die Zuordnung der Modi z. Z. noch invertiert, d. h. 0 ist 1, 2 ist 6, 3 ist 5 usw.


Um den aktuellen Modus der LED zu ändern, gehen Sie bitte wie folgt vor:

  • Öffnen Sie ein Browserfenster mit Shell-in-a-Box und melden Sie sich mit den Zugangsdaten aus der Inbetriebnahmeanleitung an.
  • Geben Sie das Kommando ledstat ein, um eine Übersicht der Verwendung und Optionen zu erhalten (Abbildung 13).
  • Beispiel: ledstat 1 4. Die erste Ziffer nach ledstat wählt die LED aus, die zweite Ziffer gibt den gewünschten Modus an.


Troubleshooting

Auslieferungszustand wiederherstellen

Es kann vorkommen, dass das DNP/AISS1 wieder in den Auslieferungszustand versetzt werden muss, bspw. weil man sich auf Grund einer Fehlkonfiguration "ausgesperrt" hat und nicht mehr auf die SSV/WebUI zugreifen kann. Oder man möchte eine zweite microSD-Karte als Backup aufsetzen.


Info.svg.png Bitte stellen Sie sicher, dass Sie auf Ihrem PC das Datenkompressionsprogramm 7-Zip (https://www.7-zip.org) zum entpacken der Image-Datei sowie das Programm Rufus (https://rufus.ie) zum schreiben des Images auf eine microSD-Karte installiert haben. Rufus gibt es auch als portable Version, die ohne Installation direkt gestartet werden kann. Außerdem benötigt der PC einen Kartenleser für microSD-Karten. Ein externer über USB angeschlossener Kartenleser funktioniert auch.


Die folgenden Schritte beschreiben, wie Sie das Firmware-Image des DNP/AISS1 auf einer microSD-Karte installieren.

  • Laden Sie hier https://www.ssv-embedded.de/downloads/dnpaiss1/firmware/dnp-aiss1-20190327_(build_3.0-7392).7z zunächst das als 7-Zip-Archiv (.7z-Datei) gepackte Firmware-Image für das DNP/AISS1 herunter und speichern es auf Ihrem PC.
  • Entpacken Sie mit Hilfe des Programms 7-Zip das Archiv. Beachten Sie bitte, dass das entpackte Image (.img-Datei) knapp 8 GB groß ist! In dem Archiv ist auch eine .md5-Datei enthalten, mit der Sie die Authentizität des Images verifizieren können.
  • Trennen Sie zuerst das DNP/AISS1 von der Stromversorgung! Entnehmen Sie erst danach die microSD-Karte aus der Halterung des DNP/AISS1 und stecken Sie die Karte in den Kartenleser.
  • Starten Sie Rufus und wählen Sie zunächst unter Laufwerk den Kartenleser mit der microSD-Karte aus (Abbildung 15).
  • Klicken Sie nun auf auf die Schaltfläche [Auswahl] und wählen Sie die Image-Datei aus. Unter Startart sollte nun der Dateiname des Images stehen (Abbildung 16).
  • Mit dem runden Häkchen-Symbol zwischen Startart und [Auswahl] können Sie die md5-Checksumme erzeugen, um die Authentizität des Images zu prüfen. Dieser Vorgang dauert einen Augenblick (Abbildung 17). Das Ergebnis (Abbildung 18) können Sie mit dem Inhalt der .md5-Datei vergleichen. Öffnen Sie dazu einfach die .md5-Datei mit einem Texteditor, wie bspw. Notepad++ (Abbildung 19). Das Ergebnis von Rufus und der Inhalt der .md5.-Datei müssen identisch sein. Sollte dies nicht der Fall sein, wenden Sie sich bitte an SSV.
  • Jetzt kann das Image auf die microSD-Karte geschrieben werden, weitere Einstellungen sind nicht nötig. Klicken Sie dazu unten auf die Schaltfläche [Start] und bestätigen Sie die Warnmeldungen mit [OK]. Das Image wird jetzt auf die Karte kopiert; dieser Vorgang dauert ca. 3 - 5 Minuten (Abbildung 20).
  • Nachdem der Schreibvorgang beendet wurde (Abbildung 21), kann die microSD-Karte aus dem Kartenleser entnommen und wieder in die Halterung des DNP/AISS1 eingesetzt werden.
  • Verbinden Sie abschließend das DNP/AISS1 wieder mit der Stromversorgung. Das System fährt nun hoch und Sie können sich über die IP-Adresse 192.168.0.126:7777 mit den ursprünglichen Zugangsdaten (siehe mitgelieferte Inbetriebnhameanleitung) in das SSV/WebUI einloggen.


Literatur

  • Chi Nhan Nguyen, Oliver Zeigermann: Machine Learning – kurz & gut: Eine Einführung mit Python, Pandas und Scikit-Learn. O'Reilly 2018, ISBN: 978-3960090526.

Weblinks

Downloads

Kontakt und Support

Fragen oder Anregungen? Kontaktieren Sie uns:


SSV Software Systems GmbH

Dünenweg 5

D-30419 Hannover


Fon: +49 (0)511/40 000-0
Fax: +49 (0)511/40 000-40
E-Mail: sales@ssv-embedded.de


Homepage: https://www.ssv-embedded.de/
Forum: https://www.ssv-comm.de/forum/