Quando i microservizi incontrano Java: il tuo progetto è ancora bloccato a livello meccanico?

Pensaci, hai mai riscontrato questa situazione: il servomotore è quasi sottoposto a debug, la velocità di risposta dello sterzo è regolata allo stato ideale e il disegno della struttura meccanica è stato rivisto alla settima o ottava versione. Ma quando si tratta di integrazione di sistemi, la conversazione tra software e hardware è come se due persone non parlassero la stessa lingua. I dati dei sensori fluiscono avanti e indietro, la logica di elaborazione va in giro e anche tu sei coinvolto.

Sembra di assemblare uno strumento di precisione. Ogni ingranaggio è lucidato e liscio, ma una volta assemblato semplicemente non gira.

Perché l'hardware è pronto, ma il software è in ritardo?

Dico spesso agli studenti che quando si realizzano progetti di meccatronica, la paura più grande non è che ci siano problemi con la progettazione meccanica, ma che la logica di controllo diventi un disastro. Un'applicazione monolitica tradizionale è come una grande cassetta degli attrezzi, tutti gli strumenti sono stipati insieme e devi trascinare fuori l'intera scatola con una chiave inglese. E che dire dei tuoi microservi? Ciò di cui hanno bisogno è una risposta precisa, rapida e indipendente.

Ad esempio, se si progetta un braccio robotico a sei assi, i servo di ciascun giunto devono ricevere istruzioni in tempo reale. Se il programma di controllo è enorme e si verifica un piccolo problema con un determinato modulo, l'intero braccio robotico potrebbe bloccarsi. Non è una bella immagine.

"Cosa dovremmo fare?" Uno studente mi ha chiesto qualche anno fa: "Dobbiamo smontare il software e scriverlo?"

Sì, deve essere demolito. Suddividerlo in piccoli servizi è come trasformare una cassetta degli attrezzi in una parete degli attrezzi. Ogni strumento è appeso lì separatamente ed è facilmente accessibile.

Microservizi + Java: non è un caso, è inevitabile

Non è irragionevole che un ragazzo di Java lavori nel campo del controllo industriale da più di 20 anni. È stabile, proprio come il vecchio servomotore: magari non lo loderai tutti i giorni, ma non perde mai la catena nei momenti critici. Implementare l'architettura dei microservizi in Java è un po' come costruire un'unità di controllo modulare per il tuo sistema meccanico.

Ogni microservizio fa solo una cosa. Ad esempio, un servizio è responsabile dell'elaborazione del feedback dell'encoder, un servizio è responsabile della regolazione PID e l'altro è responsabile della conversione del protocollo di comunicazione. Corrono in modo indipendente e parlano tra loro in modo leggero. È necessario aggiornare un determinato modulo di controllo servo? Devi solo sostituire quel piccolo servizio senza spegnere e riavviare l'intero sistema.

Pensaci, è molto simile alla manutenzione di un macchinario complesso: non devi smontare tutto ogni volta.

Ma non affrettarti a farlo, ci sono alcune insidie ​​che devi conoscere prima

I microservizi non sono una soluzione miracolosa. Proprio come non è possibile installare un servomotore direttamente su una struttura meccanica senza eguali, anche l'architettura dei microservizi ha i suoi scenari applicabili. Se il tuo progetto è semplice, una singola applicazione potrebbe essere più adatta; se i requisiti di coerenza dei dati sono estremamente elevati, potrebbe essere necessario riconsiderare i limiti del servizio.

Ho visto persone dividere ciascuna funzione in microservizi. Di conseguenza le chiamate tra sistemi risultano complicate quanto un groviglio di cavi. Ci sono anche esempi opposti: il mancato smantellamento di ciò che dovrebbe essere fatto, con la conseguenza che l'intero sistema deve essere ridistribuito per ogni modifica, il che ritarda l'avanzamento dell'esperimento.

"Come cogliere questa laurea?" Questa è una buona domanda La mia regola pratica è: iniziare con i moduli che hanno maggiori probabilità di cambiare in modo indipendente. Ad esempio, il modulo di monitoraggio della temperatura e il modulo di controllo del movimento dovrebbero essere in grado di funzionare in modo indipendente.

Dai disegni alla realtà: come realizzare questo connubio?

Diciamo che vuoi iniziare adesso. Non affrettarti a scrivere il codice, disegna prima il diagramma dei confini del servizio, proprio come disegnare il diagramma dell'assemblaggio meccanico. Determina le responsabilità di ciascun servizio: quali dati gestisce? Qual è il risultato? Con chi comunicare?

Quindi seleziona lo strumento. Spring Boot è ora quasi il punto di partenza predefinito per i microservizi Java e gestisce molte questioni banali per te. La containerizzazione Docker consente ai tuoi servizi di funzionare in modo coerente in ambienti diversi, proprio come i componenti standardizzati.

Il processo di test richiede la stessa pazienza del debug di un sistema meccanico. Test del singolo servizio, test delle chiamate tra servizi, test dell'integrazione complessiva... sono tutti indispensabili. Simula situazioni anomale (ritardi di rete, riavvio del servizio, perdita di trasmissione dei dati) per vedere quanto è resiliente il tuo sistema.

Sii onesto

Le persone che lavorano su progetti elettromeccanici sono un po’ pragmatiche in fondo. Guardiamo alla tecnologia non alle tendenze, ma ai problemi che può risolvere. L'architettura dei microservizi combinata con Java fornisce essenzialmente un "sistema nervoso" flessibile, affidabile e manutenibile per il tuo sistema hardware.

Consente al software di tenere il passo con la sofisticazione dell'hardware.

kpowerIn pratica, i nostri ingegneri hanno scoperto che molti clienti non disponevano di una buona tecnologia, ma l’architettura non teneva il passo. Quando la parte meccanica ha raggiunto la precisione millimetrica, il sistema di controllo è ancora nella fase "approssimativamente utilizzabile". Questo divario finirà per limitare il potenziale dell’intero sistema.

Una buona soluzione tecnica dovrebbe essere come un set di ingranaggi ben adattato: ogni parte svolge il proprio ruolo e si ingrana senza intoppi, guidando l'intero sistema a funzionare nella direzione prevista. Il tuo progetto merita tale cooperazione.

Fondata nel 2005,kpowerè dedicata a un produttore professionale di unità di movimento compatte, con sede a Dongguan, nella provincia del Guangdong, in Cina. Sfruttando le innovazioni nella tecnologia di azionamento modulare,kpowerintegra motori ad alte prestazioni, riduttori di precisione e sistemi di controllo multiprotocollo per fornire soluzioni di sistemi di azionamento intelligenti efficienti e personalizzate. Kpower ha fornito soluzioni di sistemi di azionamento professionali a oltre 500 clienti aziendali in tutto il mondo con prodotti che coprono vari campi come sistemi domestici intelligenti, elettronica automatica, robotica, agricoltura di precisione, droni e automazione industriale.