Platform for remote control of scientific equipment and collection of measurement data
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Μορφή: | Πτυχιακή εργασία |
| Γλώσσα: | English |
| Έκδοση: |
Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ.
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5472 |
| _version_ | 1780524990814224384 |
|---|---|
| abstract | This thesis describes the design of a platform for the remote control of scientific equipment and collection of measurement data, alongside with an implementation of a running prototype. The platform is a web application composed by a backend with its data storage system and a database, a website, and an application (agent) installed on each instrument for monitoring. The main functions are monitoring of the remote installation’s status and uptime and collection of measurement data. The platform is designed based on state-of-the-art technologies, focusing on expandability and reliability. The data storage subsystem is based on an object store, capable of scaling to extremely large amounts of measurement data. In regard to reliability, it was deemed necessary to take extra precautions to guarantee continuous operation in order to overcome challenges related to infrastructure problems of remote installations, such as weak internet connection or power grid outages. Finally, the software that monitors the instruments themselves is cross-platform expandable with add-ons to maximize the range of equipment it can support.
A prototype of the designed platform is developed and experimentally deployed in the remote climate change observatory of Antikythera, in cooperation with the National Observatory of Athens. The platform was tasked with the monitoring and data collection for three instruments and had to deal with the observatories’, at the time of writing, frequent power cuts and unstable internet connection. The experiment was deemed successful, providing the researchers real-time notifications about the station’s status, and dutifully fetching new measurements in near real-time. Closing, some ideas are presented about future work that could expand the platform so it can assume more responsibilities of station management, such as execution of common commands. |
| abstracttranslated | Η διπλωματική αυτή εργασία περιγράφει τον σχεδιασμό μίας πλατφόρμας για τον έλεγχο απομακρυσμένου επιστημονικού εξοπλισμού και την συλλογή των μετρήσεων, καθώς και την πρωτότυπη υλοποίηση μίας τέτοιας πλατφόρμας. Το σύστημα είναι μία διαδικτυακή πλατφόρ-μα που αποτελείται από το backend με μία βάση δεδομένων, μία ιστοσελίδα και ένα λογισμικό προς εγκατάσταση σε κάθε επιστημονικό όργανο που θα βρίσκεται υπό την επίβλεψη της πλατφόρμας. Οι κύριοι στόχοι είναι η συνεχής παρακολούθηση του απομακρυσμένου εξοπλισμού και η συλλογή των αποτελεσμάτων των μετρήσεων. Η διαδικτυακή πλατφόρμα έχει σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας τεχνολογίες αιχμής, εστιάζοντας ιδιαίτερα στην επεκτασιμότητα και την αξιοπιστία. Το υποσύστημα αποθήκευσης των δεδομένων βασίζεται σε μία βάση αντικειμένων (object store), με την δυνατότητα επέκτασης της χωρητικότητας σε εξαιρετικά μεγάλο όγκο. Λόγο των συνθηκών που συχνά επικρατούν σε απομακρυσμένες εγκαταστάσεις, όπως για παράδειγμα αδύναμη σύνδεση στο διαδίκτυο ή συχνές διακοπές της ηλεκτροδότησης, ιδιαίτερη προσοχή απαιτήθηκε ώστε το σύστημα να είναι σε θέση να λειτουργεί αδιάλειπτα. Τέλος, το λογισμικό ελέγχου των οργάνων είναι επεκτάσιμο με την χρήση add-ons ώστε να υποστηρίζεται μεγαλύτερο εύρος εξοπλισμού. Σύμφωνα με αυτό τον σχεδιασμό, υλοποιήθηκε ένα πρωτότυπο της πλατφόρμας και εγκαταστάθηκε πιλοτικά στο Παρατηρητήριο Κλιματικής Αλλαγής των Αντικυθήρων, σε συνεργασία με το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών. Η πλατφόρμα ανέλαβε την συνεχή παρακολούθηση τριών επιστημονικών οργάνων. Η πειραματική αυτή εφαρμογή της πλατφόρμας πραγματοποιήθηκε με επιτυχία, καθώς πρόσφερε λήψη των δεδομένων σε σχεδόν πραγματικό χρόνο, καθώς και ειδοποιήσεις για την κατάσταση του εξοπλισμού. Στο τέλος παρατίθενται επίσης μερικές ιδέες για περαιτέρω ανάπτυξη της πλατφόρμας. |
| advisor | |
| author | Γεωργίου, Αθανάσιος |
| author_facet | Γεωργίου, Αθανάσιος |
| author_sort | Γεωργίου, Αθανάσιος |
| collection | Okeanis Institutional Repository |
| facultydepartment | Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε. |
| format | Πτυχιακή εργασία |
| id | okeanis-123456789-5472 |
| institution | University of West Attica Campus II |
| keyword | Cloud Internet of things Research infrastructure Data collection Διαδίκτυο πραγμάτων Διαδικτυακές πλατφόρμες Απομακρυσμένος έλεγχος |
| language | English |
| physical | 70 |
| publishDate | 2020 |
| publisher | Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. |
| record_format | dspace |
| spelling | okeanis-123456789-54722020-11-10T09:07:10Z Platform for remote control of scientific equipment and collection of measurement data Πλατφόρμα απομακρυσμένου ελέγχου επιστημονικών οργάνων και συλλογής δεδομένων Γεωργίου, Αθανάσιος Σταύρακας, Ηλίας Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών Τ.Ε. TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Βάσεις Δεδομένων TPSH::Τεχνολογία::Αυτόματος Έλεγχος Cloud Internet of things Research infrastructure Data collection Διαδίκτυο πραγμάτων Διαδικτυακές πλατφόρμες Απομακρυσμένος έλεγχος This thesis describes the design of a platform for the remote control of scientific equipment and collection of measurement data, alongside with an implementation of a running prototype. The platform is a web application composed by a backend with its data storage system and a database, a website, and an application (agent) installed on each instrument for monitoring. The main functions are monitoring of the remote installation’s status and uptime and collection of measurement data. The platform is designed based on state-of-the-art technologies, focusing on expandability and reliability. The data storage subsystem is based on an object store, capable of scaling to extremely large amounts of measurement data. In regard to reliability, it was deemed necessary to take extra precautions to guarantee continuous operation in order to overcome challenges related to infrastructure problems of remote installations, such as weak internet connection or power grid outages. Finally, the software that monitors the instruments themselves is cross-platform expandable with add-ons to maximize the range of equipment it can support. A prototype of the designed platform is developed and experimentally deployed in the remote climate change observatory of Antikythera, in cooperation with the National Observatory of Athens. The platform was tasked with the monitoring and data collection for three instruments and had to deal with the observatories’, at the time of writing, frequent power cuts and unstable internet connection. The experiment was deemed successful, providing the researchers real-time notifications about the station’s status, and dutifully fetching new measurements in near real-time. Closing, some ideas are presented about future work that could expand the platform so it can assume more responsibilities of station management, such as execution of common commands. Η διπλωματική αυτή εργασία περιγράφει τον σχεδιασμό μίας πλατφόρμας για τον έλεγχο απομακρυσμένου επιστημονικού εξοπλισμού και την συλλογή των μετρήσεων, καθώς και την πρωτότυπη υλοποίηση μίας τέτοιας πλατφόρμας. Το σύστημα είναι μία διαδικτυακή πλατφόρ-μα που αποτελείται από το backend με μία βάση δεδομένων, μία ιστοσελίδα και ένα λογισμικό προς εγκατάσταση σε κάθε επιστημονικό όργανο που θα βρίσκεται υπό την επίβλεψη της πλατφόρμας. Οι κύριοι στόχοι είναι η συνεχής παρακολούθηση του απομακρυσμένου εξοπλισμού και η συλλογή των αποτελεσμάτων των μετρήσεων. Η διαδικτυακή πλατφόρμα έχει σχεδιαστεί χρησιμοποιώντας τεχνολογίες αιχμής, εστιάζοντας ιδιαίτερα στην επεκτασιμότητα και την αξιοπιστία. Το υποσύστημα αποθήκευσης των δεδομένων βασίζεται σε μία βάση αντικειμένων (object store), με την δυνατότητα επέκτασης της χωρητικότητας σε εξαιρετικά μεγάλο όγκο. Λόγο των συνθηκών που συχνά επικρατούν σε απομακρυσμένες εγκαταστάσεις, όπως για παράδειγμα αδύναμη σύνδεση στο διαδίκτυο ή συχνές διακοπές της ηλεκτροδότησης, ιδιαίτερη προσοχή απαιτήθηκε ώστε το σύστημα να είναι σε θέση να λειτουργεί αδιάλειπτα. Τέλος, το λογισμικό ελέγχου των οργάνων είναι επεκτάσιμο με την χρήση add-ons ώστε να υποστηρίζεται μεγαλύτερο εύρος εξοπλισμού. Σύμφωνα με αυτό τον σχεδιασμό, υλοποιήθηκε ένα πρωτότυπο της πλατφόρμας και εγκαταστάθηκε πιλοτικά στο Παρατηρητήριο Κλιματικής Αλλαγής των Αντικυθήρων, σε συνεργασία με το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών. Η πλατφόρμα ανέλαβε την συνεχή παρακολούθηση τριών επιστημονικών οργάνων. Η πειραματική αυτή εφαρμογή της πλατφόρμας πραγματοποιήθηκε με επιτυχία, καθώς πρόσφερε λήψη των δεδομένων σε σχεδόν πραγματικό χρόνο, καθώς και ειδοποιήσεις για την κατάσταση του εξοπλισμού. Στο τέλος παρατίθενται επίσης μερικές ιδέες για περαιτέρω ανάπτυξη της πλατφόρμας. 2020-10-23 Πτυχιακή εργασία http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5472 en http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/gr/ Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα Α.Ε.Ι. Πειραιά Τ.Τ. 70 http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/bitstream/123456789/5472/4/eee_50106664.pdf.jpg |
| spellingShingle | TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Βάσεις Δεδομένων TPSH::Τεχνολογία::Αυτόματος Έλεγχος Γεωργίου, Αθανάσιος Platform for remote control of scientific equipment and collection of measurement data |
| title | Platform for remote control of scientific equipment and collection of measurement data |
| title_full | Platform for remote control of scientific equipment and collection of measurement data |
| title_fullStr | Platform for remote control of scientific equipment and collection of measurement data |
| title_full_unstemmed | Platform for remote control of scientific equipment and collection of measurement data |
| title_short | Platform for remote control of scientific equipment and collection of measurement data |
| title_sort | platform for remote control of scientific equipment and collection of measurement data |
| title_translated | Πλατφόρμα απομακρυσμένου ελέγχου επιστημονικών οργάνων και συλλογής δεδομένων |
| topic | TPSH::Επιστήμη Υπολογιστών::Βάσεις Δεδομένων TPSH::Τεχνολογία::Αυτόματος Έλεγχος |
| url | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5472 |