iSES - Internet School Experimental System

 

Domů Novinky Vzdálená laboratoř Systém iSES Kontakty

"ISES WEB Control" software

Úvod

ISES WEB Control byla softwarová stavebnice pro stavbu vzdálených experimentů s Java applety. Od roku 2013 jsou vzdálené experimenty tvořeny pomocí stavebnice iSES Remote Lab SDK.

Provoz vzdálené laboratoře se zdá jako komplikovaný úkol. Naproti tomu se stalo vytváření webových stránek rutinou. Tento článek popisuje softwarovou sadu "ISES WEB Control" pro podporu vzdálených měření a kontrolu a má za úkol umožnit i začínajícím webmasterům integrovat do svých stránek podporu pro vzdálené experimenty.

Vzdálené laboratoře, vzdálené experimenty, vzdálené snímání, vzdálené pozorování, robot, vzdálený robot, atd. jsou klíčová slova pro naší aplikaci, chceme-li získat, podívejme se na internetu na nové technologie, které kontrolují různá zařízení na jiném konci světa.

Jsme schopni komunikovat pomocí počítačů od "minulého století" - připomeňme, lap-link, LAN spojení a konečně internet. Jsme schopni stáhnout a posílat soubory a dokonce multimedia bez “strachu” odkudkoli a kamkoli. Jen pár z nás si je vědoma že jsme jen malý krůček od kontroly "plynového pedálu internetu". Připomeňme okamžité sdílení aplikací, vzdálený monitoring atd. Všechny tyto aplikaceumožní pracovat vzdáleně nejenom “se soubory”. Pokud je druhá strana vzdáleně připojena, máme v rukách možnost vzdálené kontroly.

Tyto aplikace byly vyvinuty do specializovaných aplikací server - klient, které vyžadují dva programy, umožňují na míru ušité aplikace, které jsou bezpečné, atd. Je to cesta následovaná průmyslovými aplikacemi, kde identifikace, záznam kontroly procesu a "co bylo čím uděláno" důležité. Šli jsme skrz technologií, ale též průmyslovými systémy. Jsou téměř bezchybné, nic nebylo zapomenuto … možná s výjimkou "obyčejných lidí". Ještě před přístupem do některých vzdálených laboratoří je nutné nainstalovat speciální software "RunTime Engine". Obzvláště na pomalých sítích je tento proces velmi pomalý a mnoho uživatelů je tak odrazeno hned na začátku. A uživatelé mají strach ze stahování a instalování neznámých programů na svých počítačích. Některé instituce je jednoduše nepovolují.

Jako protiváha výše popsané situaci se pomalu vyvíjejí takové aplikace, kde klientský program není specializován, ale běží ve webovém prohlížeči (MS Internet Explorer, Mozilla FireFox, Opera, etc.), bez kterých se dnes mnoho uživatelů neobejde. Chtěli bychom Vám představit univerzální a modulární designový přístup - software “ISES WEB Control" pro podporu vzdálených měření a řízení, který momentálně pracuje s měřícím systémem ISES (není problém rozšířit ISES o "ISES WEB Control" pluginem pro další měřící a řídící hardware).

Webovsky založená úloha může být kontrolována, monitorována WEB kamerou, a zpracována do grafu. Ta nejvzrušující část je, že lze řídit začátek a konec měření, či dokonce provést několik měření. Data z měření lze ze stránky snadno skopírovat do schránky a dále je zpracovat na počítači (např. MS Excel, OpenOffice.org atd.).

Čeká-li na experiment více lidí, je vytvořena fronta a uživatel na řadě má zhruba 5 - 10 minut (individuální podle experimentu), případně lze experiment zpřístupnit na heslo. Experiment probíhá velice autenticky a získaný dojem bezprostředního měření je reálný. Naměřená data lze totiž okamžitě stáhnout a nadále zpracovat. Člověk se tak cítí, jako by byl v opravdové laboratoři.

Softwarová stavebnice “ISES WEB Control”

Nyní uveďme pár slov k softwaru “ISES WEB Control” [1]. Software serveru zčásti běží na webovém serveru (např. Apache, atd.). V našem případě musí být na serveru operační systém Windows, protože měřící aparatury umí pracovat pouze v prostředí DOS a Windows. Zatím jsme nevyvinuli potřebné řadiče pro Unix. Vzdálené úlohy jsou realizovány ve webovském prostředí téměř stejně jako "HTML" stránky. Tyto stránky obsahují Java aplety (momentálně - 2014 - se aplety předělávají do JavaScriptových modulů jednak kvůli bezpečnosti, jednak kvůli zpřístupnění na mobilech a tabletech), které komunikují s měřícími moduly. Jelikož není snadné tyto aplety vytvářet, jsou z toho důvodu již tyto aplety hotové a připravené k použití na www stránkách. Aplety obsahují mnoho vstupních parametrů, tudíž jsou adaptovatelné konkrétní úloze. Software serveru obsahuje kromě již zmíněných HTML stránek s aplety též běžící aplikace, které zajišťují komunikaci s hardwarem. Mimo již zmíněného WEB serveru je to nadále ImageServer pro snímaní kamery a MeasureServer pro kontrolu hardwaru.

Na straně serveru webové stránky užívají aplety, které umožňují řídit ovládací prvky ke ovládání výstupu, aplety pro měření a digitálního zobrazení aktuálních hodnot, aplety pro grafický výstup vstupních hodnot, aplety pro přenos naměřených hodnot do klientského počítače, aplety pro přenos snímků web kamery, atd. Souprava "ISES WEB Control" se skládá (do dnes) z 20 apletů s mnoha parametry zajišťující flexibilitu.

Nezbytná hardwarová část - např. měřící zařízení, je v případě vzdálených laboratoří připojena k serveru. Ti, co již měřili experiment lokálně v laboratoři, vědí, že počítač potřebuje např. AD a DA převodníky, aby byl schopen ”komunikovat” s laboratorními měřidly. V našem případě hardware serveru obsahuje systém ISES.

Jak postavit vzdálený experiment se soupravou ISES?

Při vývoji apletů se ukázalo, že některé součásti se stále opakují. Proto jsme je zkompilovali s volitelnými parametry. Jak prosté! Byli jsme slepí! A tak souprava "ISES WEB Control" [1] byla na světě a umožnila i začátečníkům jednoduše vytvořit vzdálené experimenty. Přičemž je to založeno na hardwaru ISES a operačním systému Windows.

Jak tedy vytvořit vzdálený experiment? Zcela jednoduše. Je třeba jen počítač, hardware ISES, web kameru a software "ISES WEB Control".

1. Je třeba počítač, kde hardware ISES běží lokálně(deska ADDA, ISES panel a ISES moduly). Na PC je třeba nainstalovat WEB server (např. volně dostupný Apache Web server, PinkNet Web server nebo libovolný WAMP).
2. Na takovém PC stačí vytvořit WWW stránky vzdáleného experimentu dostupné ze světa - tj. HTML text s aplety ze soupravy "ISES WEB Control". Není snadné vytvořit takové aplety, proto jsou dodávány a připraveny k použití. Aplety obsahují mnoho parametrů a lze je tak přizpůsobit danému experimentu. Nejjednodušší aplety jsou např. tlačítka zařizující konkrétní výstupní hodnotu (napětí), nebo pro vstup posuvník. Dále je tu aplet pro web kameru umožňující online náhled experimentu. Další aplety slouží ke komunikaci s měřícím serverem, které vytváří spojení, zobrazuje frontu uživatelů, výběr a grafický výstup experimentu, tudíž lze potom data stáhnout, aj. Manuál je k dispozici na http://www.ises.info/cs-ises-manual/vlabdoc.html, který je k soupravě dodáván.
3. Kromě webových stránek je třeba na server nainstalovat některé aplikace. Mimo již zmíněného WEB serveru to je ImageServer pro podporu přenosu obrazu web kamery, MeasureServer pro řízení hardwaru ISES.
4. A to je vše. Nyní máte vzdálenou laboratoř. Sečteno podtrženo - máte 3 programy běžící na serveru (WEB server, ImageServer, MeasureServer) a experiment zapojený do soupravy ISES. Od teď je “pouze” třeba vymyslet takové úkoly, které budou běžet “samy” a nepotřebují již lidskou ruku. Věřte nebo ne, to je již těžké.
5. Nyní stačí čekat na návštěvníky z internetu pomocí prohlížeče. Je třeba na Vašich stránkách zmínit, že je potřeba mít nainstalovanou Javu v prohlížeči. Java se dá stáhnout ze stránek http://www.java.com ).

Contact for “ISES WEB Control software”

Assoc. Prof. Dr. František Lustig
Univerzita Karlova v Praze
Matematicko-fyzikální fakulta
E-mail: Frantisek.Lustig@mff.cuni.cz

---