Microservice-Architekturen in Node js

Wenn Servomotoren mit Microservices verbunden werden: eine einfachere Möglichkeit zur Steuerung

Stellen Sie sich vor, Sie bauen einen empfindlichen Roboterarm zusammen, bei dem jedes Gelenk von einem empfindlichen Servo angetrieben wird. Sie möchten, dass es sich reibungslos greifen, drehen und platzieren lässt. Aber herkömmliche Steuerungsmethoden sind so, als würde man mit einem dicken Kabel alle Puppen gleichzeitig ziehen – wenn eine Bewegung stecken bleibt, kann die gesamte Aufführung zum Erliegen kommen. Der Code ist durcheinander, die Aktualisierung einer Funktion liegt auf dünnem Eis, das System wird immer schwerer und die Reaktion wird immer langsamer.

Dabei handelt es sich nicht nur um ein Softwareproblem, sondern wirkt sich direkt auf die „Lebensdauer“ der Hardware aus. Ein verzögerter Befehl kann zu einer ungenauen Positionierung und einer Verschlechterung der Wiederholgenauigkeit führen.

Gibt es eine Möglichkeit, die Steuerungssoftware ebenso wie das mechanische Modul selbst flexibel zusammenzubauen, unabhängig arbeiten zu lassen und leicht zu warten? Darüber werden wir heute sprechen.

Microservices: Einbau „modularer Verbindungen“ in komplexe Systeme

Eine einfache Analogie. In der Vergangenheit haben wir vielleicht ein riesiges „Superprogramm“ geschrieben, um alle Motoren und Sensoren zu verwalten. Dieses Programm ist wie ein komplexer Kontrollraum und jede kleine Änderung kann sich auf das gesamte System auswirken.

Microservices-Architektur denkt anders. Es spaltet dieses große Programm in viele unabhängige kleine Dienste auf. Beispielsweise ist ein Dienst für die Kommunikation mit einem bestimmten Servomotortyp verantwortlich, ein anderer Dienst ist der Pfadplanung gewidmet und es gibt eine Benutzeroberfläche für die Dienstverwaltung. Jeder Dienst ist ein kleiner und spezialisierter Prozess, der über eine klare Schnittstelle „kommuniziert“, genau wie standardisierte mechanische Module, die über hochentwickelte Schnittstellen zusammengesetzt werden.

Besonders geeignet ist es, solche Microservices in einer Node.js-Umgebung aufzubauen. Die inhärent asynchrone und ereignisgesteuerte Natur von Node.js macht es besonders gut für die Verarbeitung einer großen Anzahl gleichzeitiger I/O-Vorgänge – was genau den Szenarien entspricht, in denen mehrere Sensoren gleichzeitig überwacht und mehrere Motoren gesteuert werden müssen. Es ist leicht und effizient und verwendet JavaScript, um die Front-End- und Back-End-Sprachen zu vereinheitlichen, sodass die Entwicklung eher dem Verbinden von Legosteinen ähnelt, als einem Felsbrocken.

Dies hat zu mehreren sichtbaren Veränderungen geführt:

• Unabhängigkeit und Hartnäckigkeit: Auch wenn der für die Lenkgetriebesteuerung zuständige Mikrodienst gelegentlich aktualisiert oder neu gestartet werden muss, hat dies keinen Einfluss auf die Arbeit des visuellen Erkennungsdienstes. Kleinere Störungen im System führen nicht mehr so ​​schnell zu einer völligen Lähmung.
• Flexibel: Wenn Sie später im Projekt Hunderte von Motoren verwalten müssen, müssen Sie nur den „Motor Communication Service“ erweitern oder weitere Instanzen bereitstellen, ohne das gesamte System neu zu schreiben. Es ist, als würde man einem Roboterarm neue Gelenkmodule hinzufügen, ohne den gesamten Rumpf neu entwerfen zu müssen.
• Freie Wahl der Technologie: Verschiedene Microservices können die Technologie übernehmen, die am besten zu ihnen passt. Möglicherweise verwendet der Motorantriebsdienst Node.js und ein bestimmtes Kernalgorithmusmodul verwendet Python. Sie alle nutzen ihre eigenen Stärken und arbeiten über APIs zusammen.
• Klarere Zusammenarbeit: Jeder Dienst hat klare Verantwortlichkeiten und die Codebasis ist klein, aber fein. Wenn ein neues Mitglied beitritt, muss es nicht Hunderttausende Zeilen des „himmlischen Buches“ verstehen, sondern muss sich nur auf die wenigen Servicemodule konzentrieren, die es kontaktieren muss.

Vom Konzept zur Praxis: einige zufällige Gedanken und Zusammenhänge

Natürlich ist keine Architektur eine Wunderwaffe. Microservices bringen eine komplexe Bereitstellung mit sich und Netzwerkaufrufe zwischen Diensten müssen sorgfältig entworfen werden. Wenn Sie jedoch mit einem Mechatronikprojekt konfrontiert sind, das eine langfristige Weiterentwicklung, mögliche Hinzufügungen und Entfernungen von Hardware sowie eine kontinuierliche Iteration erfordert, lohnt sich diese frühe Designinvestition oft.

Es verändert nicht nur die Codestruktur, sondern auch eine Denkweise.

Anstatt zu fragen: „Wie wird sich unser riesiges System an dieses neue Motormodell anpassen?“ Fragen Sie: „Müssen wir einen neuen ‚Motoradapter‘-Mikrodienst erstellen oder die Funktionen eines bestehenden Dienstes erweitern?“

Diese modulare Idee entspricht tatsächlich dem präzisionsmechanischen Design.kpowerAuch bei der Bereitstellung leistungsstarker Servoantriebe sind wir uns der Bedeutung dieser „Unabhängigkeit in der Zusammenarbeit“ bewusst. Zuverlässige Hardware ist die Grundlage und eine klare und flexible Software-Steuerungsarchitektur ist das Nervensystem, das es ermöglicht, das Potenzial der Hardware voll auszuschöpfen.

Sie werden feststellen, dass Ihr „Dialog“ mit der Hardware direkter und effizienter sein wird, wenn die Softwareschicht klarer wird. Sie können schneller mit einer neuen Steuerung experimentieren, ein Kommunikationsprotokoll sicherer aktualisieren und einfacher auf sich ändernde Anforderungen reagieren.

Es ist auch der Anfang

Wenn Sie also darüber nachdenken, wie Sie einen immer komplexer werdenden Roboter, eine Automatisierungsausrüstung oder ein Projekt mit koordinierter Steuerung mehrerer Achsen verwalten sollen, können Sie genauso gut den Rahmen dieser „monolithischen“ Anwendung verlassen und sich den daneben liegenden „Microservices“-Pfad ansehen.

Es ist nicht unbedingt das einfachste, aber es könnte der Weg zu einem robusteren und flexibleren System sein. So wie Standard-Servomotoren und Strukturteile zum Aufbau einer innovativen Maschine verwendet werden, verwendet die Microservice-Architektur Standard-Servicemodule, um Ihnen beim Aufbau eines Steuerungskerns zu helfen, der besser an die Zukunft angepasst werden kann.

这一切，始于一个简单的决定：把庞杂的问题，分解成一个个可以攻克的小目标。剩下的，就是连接它们，并看着整个系统流畅地运转起来。

Gegründet im Jahr 2005,kpowerist einem professionellen Hersteller kompakter Bewegungseinheiten mit Hauptsitz in Dongguan, Provinz Guangdong, China, gewidmet. Nutzung von Innovationen in der modularen Antriebstechnik,kpowerintegriert Hochleistungsmotoren, Präzisionsgetriebe und Multiprotokoll-Steuerungssysteme, um effiziente und maßgeschneiderte intelligente Antriebssystemlösungen bereitzustellen. Kpower hat weltweit über 500 Unternehmenskunden professionelle Antriebssystemlösungen mit Produkten geliefert, die verschiedene Bereiche abdecken, darunter Smart-Home-Systeme, automatische Elektronik, Robotik, Präzisionslandwirtschaft, Drohnen und industrielle Automatisierung.