Smart Testing für smarte Systeme - TÜV Rheinland Presse
←
→
Transkription von Seiteninhalten
Wenn Ihr Browser die Seite nicht korrekt rendert, bitte, lesen Sie den Inhalt der Seite unten
❯ gebäudeautomation
Smart Testing für
smarte Systeme
Die stetig steigende Komplexität von smarten Systemen stellt Hersteller vor Herausforderun-
gen. Mit Smart-Testing-Konzepten lässt sich prüfen, ob IoT-Anwendungen einfach, sicher und
vor allem interoperabel funktionieren.
»Smart Testing« heißt, kontinuierlich und automatisiert Denn nur, wenn alle beteiligten Systeme und Kompo-
viele verschiedene Testszenarien für verbundene Geräte nenten – von den Geräten mit ihren Sensoren und Aktu-
und Systeme auszuführen und auszuwerten. Da IoT- atoren über Gateways und Devices, Apps und Websites
Anwendungen im Allgemeinen und Smart-Home-Syste- bis hin zu Backend-Systemen und Übertragungsproto-
me im Speziellen aus vielen einzelnen Bausteinen, die oft kollen – gemeinsam betrachtet und überprüft werden,
unabhängig voneinander entwickelt werden, bestehen lässt sich Qualität gewährleisten (Bild 1).
und zudem permanenten Veränderungsprozessen un-
terliegen, kann eine Änderung an irgendeiner Stelle des Die Smart-Testing-Plattform
Ecosystems zu Störungen im Gesamtsystem führen. In von TÜV Rheinland
Folge leidet die Anwenderfreundlichkeit, insbesondere TÜV Rheinland hat Erfahrung im Smart Testing und hat
die Interoperabilität der einzelnen Komponenten. Ge- deshalb eine Smart-Testing-Plattform entwickelt, die
meint ist damit die Fähigkeit von Geräten, Systemen alle dafür erforderlichen Geräte, Protokolle, Schnitt-
oder Anwendungen, Informationen auszutauschen und stellen, Systeme und User Interfaces integriert und
die ausgetauschte Information zu verwenden. Dies wird verifiziert. Die Smart-Testing-Plattform besteht aus
letztlich verursacht durch immer mehr miteinander ver- folgenden vier Bausteinen:
bundene Geräte und Schnittstellen und durch die stetig
steigende Komplexität der Systeme, die die Hersteller Baustein 1: Integration und Automatisierung
vor immer neue Herausforderungen stellt. Das Lösen Hier werden die Testfälle programmiert und ausgeführt.
der damit verbundenen Probleme ist jedoch ein »Muss« Die Smart-Testing-Plattform bietet alle notwendigen
von Smart-Home-Anwendungen – aus Sicht der Ver- Funktionen zum Automatisieren von Testfällen. Möglich
braucher ebenso wie aus Herstellersicht. wird dies mit einer eigens dafür entwickelten Sprache,
Denn erst das Zusammenspiel von Apps oder Bedien- die gewährleistet, Testfälle, Testdaten und Konfigura-
panels, Gateways und cloud-basierten Diensten ermög- tionen unabhängig voneinander zu verwalten. Zusätz-
licht »smarte Services«. Das kontinuierliche Aktualisieren lich können weitere notwendige Technologien in das
dieser Softwarekomponenten darf bei den Anwendern System integriert und einfach benutzt werden. Dazu
aber nicht zu Problemen führen. Probleme und Fehler im gehören Web und Apptest Frameworks, zum Beispiel
Zusammenspiel der Komponenten müssen identifiziert Appium, Selendroid, Selenium, Applikationsprotokolle
werden, bevor der Kunde sie wahrnimmt. wie HTTP, JMS, LDAP, SQL, CoAP, MQTT oder ADB,
Diesen Anforderungen begegnen Hersteller am bes- Datenformate wie XML, JSON, CSV sowie Transport-
ten mit Smart Testing. Dabei werden kontinuierlich und protokolle wie IP, ZigBee oder Telnet. Mit diesem Bau-
automatisiert viele verschiedene Testszenarien für ver- stein werden Softwarefunktionen für die Verifikation von
bundene Geräte und Systeme ausgeführt und ausge- Nutzer- und Businessprozessen implementiert. Dazu
wertet. Smart Testing selbst ist eine komplexe Aufgabe. zählen Algorithmen zur Bild- und Tonerkennung oder
eine inhaltliche Überprüfung von Daten im Rahmen der
Testdurchführung. Ziel ist es, herauszufinden, ob das
getestete oder ein angebundenes System die richtigen
Daten für diesen automatisierten Prozess liefert.
Baustein 2: Elektronik-Steuerung und -Messung
Er ermöglicht das Interagieren mit den smarten Ge-
räten ähnlich wie ein Anwender. Tasten können au-
tomatisiert bedient werden, um Pairing-Prozesse
durchzuführen oder um Einstellungen vorzunehmen.
Grafik: TÜV Rheinland
Es können zur Überprüfung eines Tests auch Displays
von smarten Geräten ausgelesen und an den Automa-
ten übermittelt werden. Damit Sensoren im Rahmen
Bild 1: Die User Experience steht jederzeit im Mittelpunkt der Testaktivitäten. einer Testdurchführung aktiviert werden, lassen sich
48 elektrobörse 3.2019
gebäudeautomation ❮ SERIE
14
Bild 2: Smart Home im Rack:
Jede Ebene entspricht einem
Raum in einem smarten Haus.
Baustein 4: Reporting und Analytics
Kern ist ein in die Automatisierung
Nie wieder im
integriertes Test Reporting und Test
Management. Alle Informationen zur
Testdurchführung wie Ergebnisse,
Testdaten, Konfigurationen und Be-
weise werden automatisiert gesam- Dunkeln stehen!
melt und ausgewertet. Darüber hinaus
ist eine Open-Big-Data-Anwendung
zum Sammeln, Verarbeiten, Speichern
und Analysieren aller Arten von Daten
integriert. Hier werden weitere Infra-
strukturdaten, die Einfluss auf das Ver-
halten des getesteten Systems haben
können, analysiert.
Praxisbeispiel: Qivicon
Am Beispiel von »Qivicon«, der offenen
und herstellerübergreifenden Smart-
Home-Plattform der Deutschen Tele-
Bild: Dominik Asbach
kom, wird deutlich, wie Smart Testing
funktioniert. Die Kompatibilitätsliste
umfasst mehrere hundert Geräte ver- Multifunktions-
schiedener Hersteller, die auf der Platt- Treppenhaus-Lichtautomat
auch Umgebungszustände verändern. So lässt form unterstützt werden. Eine Reihe davon wird
sich beispielsweise Strom schalten, es lassen unter der Telekom-Marke angeboten. Diese
Typ 14.61
sich Lichtquellen kontrollieren oder Rauch für werden kontinuierlich im Verbund getestet. Das
Rauchmelder produzieren. Zusätzlich können Konzept dazu hat TÜV Rheinland entwickelt und
Treppenhaus-Lichtautomat mit LED-
auch Sensoren, die für die Observation von umgesetzt. Dafür wurde ein Smart Home ent-
Statusanzeige und kombinierbaren
smarten Geräten integriert sind, ausgelesen sprechend den realen Bedingungen aufgebaut.
werden. Einziger Unterschied: Die Geräte sind nicht in ei- Funktionen, damit Sie niemals im
nem Haus installiert, sondern in einem rund zwei Dunkeln stehen!
Baustein 3: Automatisierungsmodule Meter hohen Rack (Bild 2). Das Rack besteht
für Smart Devices aus sechs Ebenen, die auf dem Gateway und in
Dabei handelt es sich um einen standardi- der »Magenta SmartHome App« jeweils als ein
sierten Ansatz für Design und Produktion der Raum des Smart Homes definiert sind. Zusam-
Smart-Device-Module, die alle Funktionen zum men entsprechen sie einem smarten Haus mit
Bedienen und Messen sowie die Umgebungs- sechs Räumen.
zustände beinhalten. CAE-Methoden ermögli- Für jedes Smart-Home-Gerät, beispielsweise
chen, die gesamte Automatisierungsstruktur auf ein Raum-Thermostat, wurde ein »Aufnahme-
dem Computer als Modelle zu planen und zu modul« individuell entwickelt und mit 3D-Druck
testen. Basierend auf den Modellen werden die hergestellt. In dem Aufnahmemodul wird das
Komponenten im Anschluss aus Standardteilen, Thermostat zusammen mit elektromechani-
3D-Druck oder anderen Fertigungsmethoden schen Komponenten, die den Regler des Ther-
zusammengefügt. mostats bewegen und die Temperatur einstellen
können, sicher platziert. Zusätzlich wird
das Display des Thermostats elektro-
nisch abgelesen. Die Test-Elektronik
wird über einen Raspberry Pi gesteuert,
EIGENSCHAFTEN
der wiederum vom zentralen Testrech- - Push-In Anschlüsse
ner gesteuert wird. Das Thermostat - LED-Leistung: 600 W
selbst ist so verbunden, wie es auch - Einschaltstrom: 120 A / 5 ms
- 3- und 4- Leiter-Schaltung
- N und Tasterklemme oben und unten
Bild 3: Aufnahmemodul für einen - Zeit: 30 Sek. - 20 Min.
Bild: Dominik Asbach
Tür-/Fenster-Sensor: Das Modul - Service-Funktion
enthält den Sensor selbst und die
Elektromechanik zu dessen pro-
grammgesteuerter Bedienung. WE ITE RE D E TA I L S F I N D E N S I E AU F
www.elektroboerse-smarthouse.de www.finder.de
❯ gebäudeautomation
■■ Aktivieren des Rauchmelderalarms durch Erzeugen
von Rauch und Verifizieren der Alarmmeldung in der
Smart-Home-App
■■ Öffnen und Schließen von Tür/Fenster Sensoren
und Verifizieren der Anzeigen in Smart-Home-App
Die Programmierung der Testfälle erfolgt mit gut ver-
ständlichem intaQt-Code der Firma QiTASC. Dafür wur-
den von TÜV Rheinland gemeinsam mit QiTASC pas-
sende Sprach-Erweiterungen entwickelt. Bild 4 zeigt
einen Beispielcode: Auf einem Android-Smartphone
Bild: TÜV Rheinland
werden mit einer Smart-Home-App automatisiert alle
Schritte zur Einrichtung eines Einbruchalarms durchge-
führt. Es wird geprüft, ob der Alarm beim Öffnen des
Bild 4: Beispielcode zum Einrichten und Auslösen eines Tür-/Fenster-Sensors mit Fensterkontakts ausgelöst wird.
Verifizieren des Alarms aus dem Smartphone. Die Testfälle laufen kontinuierlich, ohne dass jemand
dabei ist. Sie schreiben ihre Reports in eine Datenbank,
in einem Smart Home verbunden wäre. Ein anderes die mit passenden Tools ausgelesen werden. So lassen
Aufnahmemodul enthält beispielsweise einen Rauch- sich Fehlerstatistiken erstellen, und es kann bis in die
melder, der programmgesteuert »beraucht« wird, oder genauen Details jedes einzelnen Fehlers hineingese-
einen einfachen Tür/Fenster-Sensor (Bild 3). Mithilfe der hen werden. Es gibt zudem detaillierte Analyse-Dash-
Zahnradschiene unten im Bild wird der magnetische boards, mit dem sich der Fehler im Kontext mit der zum
Sensor aktiviert und deaktiviert. Auch das Pairing erfolgt Fehlerzeitpunkt vorhandenen Umgebung (zum Beispiel
automatisiert – durch einen Servo-Arm, der den Pairing Netzbelastung, Response-Zeiten) betrachten lässt.
Button im Bild 3 drückt. Besonders die Kontext-Information ist eine große Hilfe
Um bei batteriebetriebenen Geräten das Verhalten in für die Entwickler. Mit diesen Informationen lassen sich
Abhängigkeit von der Batteriespannung prüfen zu kön- Fehler, die man bei klassischen Tests kaum entdeckt
nen, sind die Batterien durch Dummies ersetzt. Sie kön- und die daher erst in der Praxis sichtbar werden, vorab
nen programmgesteuert eine Spannung anlegen. Die beheben. (ha)
Geräte lassen sich so mit voller Batteriespannung als
auch mit niederer Spannung (Low Battery) betreiben.
Es hat sich gezeigt, dass Tests im Grenzbereich der
Batteriespannung besonders informativ sind: In diesem
Bereich steigt die Fehleranfälligkeit.
Während in einem »normalen« Smart Home ein Sen-
sor höchstens mehrmals täglich anspricht, laufen im
Test-System permanent vorprogrammierte Nutzungs-
prozesse (Testfälle) ab. Dazu zählen:
■■ Pairing und Unpairing
Autoren
■■ Konfigurieren von Alarmsituation, das Auslösen über Volker Adamske (li.)
ausgewählte Aktoren und Verifizieren der Alarm- Lead Consultant im Bereich Digital Solution &
meldung in der Smart-Home-App Services, TÜV Rheinland Consulting
■■ Einstellen von Temperaturen auf der Smart-Home- Dipl.-Inform. Günter Martin
App und Verifizieren der Displayanzeige auf dem Chief Technology Officer im »Center of Excel-
Thermostat lence (CoE) IoT-Privacy«, TÜV Rheinland
Auszeichnung für Präsenzmelder von Steinel
Der Präsenzmelder »True Presence« von Steinel wur- gerade tut. Seine Präsenz wird angezeigt, wenn Mi-
de vom Rat für Formgebung mit dem German Design krobewegungen seiner Vitalfunktionen in Form von
Award 2019 in der Wettbewerbskategorie »Excellent dreidimensionalen Atem-Mustern erkannt werden.
Bild: Lutz Sternstein
Product Design« im Bereich »Building and Elements« Durch die Kombination mit einer einzigartigen Sensor-
ausgezeichnet. Sein Design sowie seine sensible Software wird die Anwesenheit von Menschen zu
Detektion überzeugten die hochkarätige Jury. Der 100 Prozent erfasst. Das Design des True Presence
Preisübergabe Präsenzmelder arbeitet mit einer eigens entwickel- ist das Ergebnis der langjährigen und erfolgreichen
an Thomas
ten Technik, die auf feinsten Hochfrequenz-Messun- Zusammenarbeit der Steinel Inhouse-Entwicklung mit
Möller (li.) und
Stefan Muth (re.) gen der Umgebung basiert. Die Anwesenheit eines Kurz Kurz Design aus Solingen. (me)
von Steinel. Menschen wird zuverlässig erkannt, egal was dieser www.steinel.de
50 elektrobörse 3.2019
Sie können auch lesen
