Aprovecha datos IoT en vivo en MATLAB con la integración de RTI Connext DDS

Al analizar datos de sensores, el flujo típico implica recopilar datos crudos, convertirlos a un formato usable y luego aprovechar las potentes capacidades analíticas de MATLAB. Sin embargo, el paso de conversión de datos puede consumir mucho tiempo. Con la reciente integración de MathWorks, MATLAB ahora puede suscribirse y publicar datos directamente sobre DDS, el middleware de facto para comunicaciones IIoT. Esto permite a los desarrolladores prototipar y probar analíticas en tiempo real con mínima sobrecarga.

Primeros pasos

Antes de comenzar, asegúrate de tener instalados MATLAB y RTI Connext DDS. Las versiones usadas en los ejemplos:

• MathWorks MATLAB R2016b
• MathWorks DDS Blockset 2.9.2
• RTI Connext DDS 5.2.3 (Linux y Windows)
• Aplicación RTI Shapes Demo (instalada con Connext DDS)
• PC con Windows 10

Mira el vídeo de instalación para verificar que todos los componentes están correctamente configurados: Vídeo de instalación.

Inicialización

Tras la instalación, inicializa DDS en MATLAB con los siguientes pasos:

• Importa el/los tipo(s) de dato IDL requeridos para tu proyecto.
• Crea un Participante de Dominio DDS.
• Crea un DataWriter DDS.
• Crea un DataReader DDS.

Importar un archivo IDL genera automáticamente los archivos .m correspondientes para MATLAB. Por ejemplo, para importar ShapeType.idl:

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

Una vez importado, el tipo de dato está disponible para la creación subsiguiente de DataReader/DataWriter. Crea un Participante de Dominio:

> dp = DDS.DomainParticipant;

Adjunta writers y readers para el tipo de dato ShapeType en los tópicos Triangle y Square:

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

Suscripción a datos en Shapes Demo

RTI Shapes Demo proporciona tópicos preconfigurados para Square, Circle y Triangle, todos basados en ShapeType. Usa la demo para crear un suscriptor para el tópico Triangle; deja la configuración QoS por defecto.

Publicación de datos desde MATLAB

Con el DataWriter configurado, publica un triángulo verde:

%% Crear una instancia de ShapeType myData = ShapeType; myData.x = int32(75); myData.y = int32(100); myData.shapesize = int32(50); myData.color = 'GREEN'; %% Escribir datos en DDS dp.write(myData);

Shapes Demo muestra un único triángulo verde como se ve a continuación:

Otros patrones de publicación:

%% Triángulos verdes en línea a 1 Hz for i=1:10 myData.x = int32(20 + 10*i); myData.y = int32(40 + 10*i); dp.write(myData); pause(1); end %% Triángulos verdes en círculo a 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

La demo visualiza estos patrones como se muestra:

Publicación de datos en Shapes Demo

En Shapes Demo, crea un publicador para el tópico Square. Selecciona un color (ej. naranja) y mantén los valores QoS por defecto. La demo emitirá la posición X,Y del cuadrado cada 30 ms.

Suscripción a datos en MATLAB

Usa el DataReader Square para consumir datos de Shapes Demo. Lee diez muestras a intervalos de un segundo:

%% Leer datos for i=1:10 dp.read() pause(1); end

MATLAB muestra diez mensajes similares a la captura de pantalla siguiente:

Caso de uso avanzado: Transformar y visualizar

Tras establecer comunicación bidireccional, transforma los datos del cuadrado recibido intercambiando sus coordenadas X e Y, repúblícalos como triángulo rojo y representa las posiciones X en el tiempo. El script de MATLAB a continuación demuestra este flujo:

%% Asignar array para 100 muestras xArray = zeros(1,100); %% Recopilar, transformar y republicar 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 %% Representar posición X t = 1:100; plot(t,xArray); legend('xPos'); xlabel('Tiempo'); ylabel('Posición'); title('Posiciones X');

Shapes Demo ahora muestra un triángulo rojo que refleja el cuadrado naranja, mientras MATLAB renderiza el gráfico de posición X:

La integración de DDS con MATLAB agiliza la ingestión, inyección y análisis de datos. Aunque esta demo usa la simple aplicación Shapes, el mismo enfoque funciona para cualquier fuente de datos IoT basada en DDS. Para más detalles sobre la integración DDS de MATLAB, visita la página de Integración DDS de MATLAB en MathWorks. Para explorar Connext DDS, accede a los recursos de desarrollador aquí.