מערכת חיישנים אלחוטית

מערכת חיישנים אלחוטית הכוללת חיישני טמפ’, לחות ומדדים נוספים \ ראיון עם עמיר בן זאב, מנכל BZ-TECH

רשת חיישנים אלחוטית היא מערכת של חיישנים אוטונומיים המפוזרים במרחב ומנטרים תנאים פיזיים וסביבתיים כמו טמפרטורה, לחות, לחץ, ואור ומעבירים בשיתוף פעולה את המידע דרך הרשת למיקום מרכזי.

עמיר בן זאב הוא הבעלים של  BZ-TECH ואחד המומחים בארץ לתחום זה. שאלנו אותו כמה שאלות על הנושא הזה ועל המערכות שהוא פיתח.

>>> ספר קצת על עצמך מאיזה רקע אתה מגיע ובאיזה תחומים עסקת?

אני מהנדס אלקטרוניקה, התחלתי את דרכי כמהנדס פיתוח ברפא”ל ובחברת אסטרונאוטיקס, עסקתי בפיתוח בתחום הצבאי ובתחום הדיגיטלי. לאחר מכן עברתי לתחום המכירות הטכניות, הקמתי את הפעילות של מחלקת הרכיבים והמודולים של HP בארץ וניהלתי אותה במשך 10 שנים, ועבדתי במכירות בתחום הרכיבים בחברת אבנט.

בשנת 2003 הקמתי את  BZ-COM חברה שמתמחה בשיווק, ייצוג חברות והפצה של פתרונות בתחומי מחשוב, תקשורת, ממשקי HMI ותצוגות כגון שילוט דיגיטלי לעסקים, ועמדות שירות עצמי. אנחנו מייצגים חברות כמו DIGI ו-KYOCERA בתחומים האלה.

לפני כ- 7 שנים הבנו שיש צורך בארץ ובעולם לפתרונות מדידה שונים וסנסורים שונים שיאפשרו קבלת מידע דרך האינטרנט, למרות שעוד לא היה אז תחום שנקרא IOT (האינטרנט של הדברים). דיברו על אפשרות לראות אירועים במחשב וכך פיתחנו פלטפורמה של חיישנים אלחוטיים.
לצורך זה הקמנו את BZ-TECH שתתמקד בתחום הפתרונות שאנחנו מפתחים או מוכרים תחת המותג שלנו ולא של הספקים. אנחנו מייבאים חיישנים ומודולים מהספקים שלנו ובונים פתרונות מלאים עבור כלל השוק כלומר לקוחות קצה. למעשה פיתחנו מוצר שהוא פלטפורמה למשתמש הסופי ונמכר תחת השם שלנו.

>>> מה מאפיין את המוצרים שלכם?

אנחנו עובדים בעיקר עם מוצרים של תקשורת אלחוטית –  ZIGBEE ,WIFI ,BLUETOOTH ורוב המוצרים שאנחנו מוכרים הם מוצרים שהלקוח מכניס למוצר שלו OEM .
הבנו שיש פה פוטנציאל לפתרון כולל שבו הלקוח יכול לשים בכל האתרים שלו חיישנים שונים והם מדווחים לו מה הסטטוס שלהם.
החיישנים יכולים להיות ממוקמים במקררים, מקפיאים, מחסנים, בתי קירור, חממות, אינקובטורים ולמעשה בכל מקום שבו נדרש ניטור. החיישנים הם כמובן אלחוטיים ולא דורשים כבילה או חציבה בקירות. באמצעות אפליקציית סמארטפון ופורטל אינטרנט ידידותי ניתן לקבל תמונת מצב מלאה על נתונים עדכניים, ניתן לשלוף נתונים היסטוריים וכן ניתן להגדיר התראות שיתקבלו בסמס במקרה של חריגה.

>>> אתה יכול לעמוד על ההבדלים בין DATALOGGING לנתונים בזמן אמת על גבי פורטל?

ב- DATALOGGING אתה אוגר נתונים, מחבר למחשב לאחר מכן ורואה מה קרה ולקוחות היום רוצים לדעת לא מה קרה אלא מה קורה כדי להגיב בזמן אמת.
הלקוחות כיום רוצים לעבור לזמן אמת כדי להגיב ולמנוע נזקים פוטנציאליים.
99% מהפעילות שלנו היום היא ב- REAL TIME.

>>> עם איזה תדרי רדיו אתם עובדים?

אנחנו עובדים עם תדרים שמאושרים בארץ: 433MHz ו- 2.4GHz . תדר 2.4GHz כולל בתוכו בלוטוס זיגבי  ו- WIFI והוא עמוס מאוד אז בחרנו לעבוד עם 433MHz.
יש לנו גם WIFI ב- 2.4GHz אבל עיקר הפעילות שלנו היא ב- 433MHz.

>>> אתה יכול להסביר קצת על תפקידה של הרכזת ברשת החיישנים האלחוטית?

הפתרון שלנו כולל רשת שיכולה להכיל עד 100 סנסורים שרוב הזמן נמצאים במצב שינה. ברגע שחיישן מתעורר הוא יוצר תקשורת עם יחידת Gateway (רכזת) שנמצאת עד 100 מטר ממנו ומעביר לה את הנתונים. הרכזת שומרת את הנתונים של החיישנים בזכרון אשר יכול להכיל עד 50 אלף נתונים.

אחת לחמש דקות הרכזת שולחת את כל המידע שיש לה לשרת ענן שיושב בחוות שרתים, לשרת זה כמה תפקידים: האחד הוא לנהל את פורטל הנתונים של הלקוח המתעדכנים באופן דינמי ולהציג אותם,  ותפקידו השני הוא לשלוח נתונים אל עבר החיישנים בהתאם להגדרות שמכניס הלקוח, כמו למשל מתי הוא רוצה לקבל התראות והמידע זורם חזרה לסנסורים.

אפשרות נוספת הקיימת בפורטל הינה קביעת התראות תכופות יותר. לדוגמה בדיקה של הנתונים אחת לדקה ובמידה ויש חריגה אז החיישן פורץ את הרכזת ושולח מידע באופן מיידי לשרת, השרת מקבל את המידע ומוציא ללקוח התראה באימייל או סמס.

>>> מה זה פרוטוקול ומה מבדיל בין הפרוטוקולים השונים?

כיום בתעשייה ישנם פרוטוקולים סטנדרטיים כמו WIFI ו-BLUETOOTH שהינם פרוטוקולים שעומדים תחת IEEE: תקנון בינלאומי שגובש ע”י סדרה של יצרנים ומשתמשי קצה שיצרו מעין סטנדרט על מנת שכל אחד שמשתמש בסטנדרט יוכל לדבר עם כל יחידה בעולם.
מה שקורה בפועל זה שאם יש לי מוצר WIFI מסויים וקניתי מוצר WIFI אחר באיביי ואני רוצה שהם ידברו ביניהם אז זה אפשרי.
יש מוצרים שעובדים עם פרוטוקולים משלהם ואז הפרוטוקולים הם PROPRIETARY ואין סטנדרט שמאגד את כל התקשורת וזו תקשורת שמיועדת לעבוד לבד ללא מערכות שכנות.

>>> עם איזה פרוטוקול החברה שלכם עובדת?

אנחנו עובדים עם פרוטוקול שלנו שאנחנו קבענו והוא עומד בסטנדרטים של הצפנה של 128 ביט שהיא הצפנה חזקה מאוד שמאפשרת לשמור על סודיות המידע בין החיישנים לרכזת ובין הרכזת לשרת.
התקשורת של הפורטל שלנו היא של SSL ברמת אבטחה גבוהה כדי למנוע מצב שמישהו לא מורשה יכנס לשרת ויראה נתונים.

>>> מאיפה הלקוחות שלכם ומאיזה תחומים הם מגיעים?

אנחנו עובדים בעיקר בארץ ולאחרונה גם בחו”ל.
הלקוחות שלנו בארץ מגוונים:
בתחום המזון הלקוחות הם בתי מלון, מסעדות, חברות קייטרינג, ומטבחים. בתחום האחסון אנחנו עובדים עם חקלאים בעלי מחסני מזון, ירקות ופירות, פרחים ועוד וגם פועלים בתחום השינוע לבקרת טמפרטורה בתוך משאיות.

בתחום הרפואי אנחנו עובדים עם חברות פרמצבטיות, חברות כימיקלים ובתי חולים.

בנוסף למערכת ולמוצרי המדף חברתנו מספקת גם פתרונות ספציפיים לצרכים שמעלה הלקוח כגון חקלאים שרוצים לנטר את לחות הקרקע בשטח שלהם בכל רגע נתון.
אופציה נוספת שמספקת המערכת הינה הפעלת מגוף בצורה אוטומטית כתוצאה מקריאה חריגה של לחות ע”י החיישן.

>>> במקרה של שדות חקלאיים איפה מוצבים החיישנים והרכזת ואיך היא מתחברת לאינטרנט?

בין יחידות הקצה לרכזת שאוגרת נתונים ושולחת לשרת יש תקשורת רדיו. הרכזת יכולה לדבר עם השרת דרך כבל ETHERNET או WIFI או תקשורת סלולרית וזה נעשה כבר בשכבה של האינטרנט.

>>> יש טכנולוגיה חדשה של רדיו שנקראת LORA בעיקר בתחום של ערים חכמות. שמעת עליה?

טכנולוגיה זו היא טכנולוגיה של רדיו שמאפשרת תקשורת לטווחים של מעל 10 ק”מ אבל כמות המידע מאוד קטנה.
היום הטכנולוגיה נבדקת כפתרון לערים חכמות או שטחים גדולים מאוד ויש כרגע פעילות בתחום ותחילת דרך של מוצרים אך בארץ זה קצת בעייתי כי רוב המוצרים כרגע הם בתדרים שלא מאושרים כאן.
בנוסף, כיום מתחילים לדבר על טכנולוגיה בשימוש סלולרי להעברת נתונים ורוצים ליצור טכנולוגיה סלולרית שמיועדת להעברה של נתונים לטווחים ארוכים.
טכנולוגיה זו תיקרא דור 5 והיא מיועדת להעברת נתונים של בקרה ולא לגלישה כמו דור 4 LTE והיא תשב על אותם תדרים ואותה התשתית, אבל אמורה להיות משהו זול בהרבה וממוקדת לטובת הבקרה הסלולרית.

>>> מה זה IOT והאינטרנט של הדברים ?

הסנסורים שלנו הם IOT ונכללים בתוך תחום האינטרנט של הדברים, כי למעשה ניתן לחבר חיישן לכל מכשיר אם זה מקרר, מזגן, דלתות או כל דבר פיזי ולעקוב אחר המצב שלו מכל מקום בעולם וזו המהות של האינטרנט של הדברים, לקחת כל אלמנט שקיים או כל שירות ולחבר אותו לאינטרנט כך שאתה תוכל לראות מה קורה איתו בזמן אמת מכל מקום בעולם.
אתה יכול להיכנס לאפליקצייה או לפורטל ייעודי להקיש ססמה ולראות מה קורה בסנסורים שלך וכמובן לראות אם יש התראות או חריגות.

>>> באיזה אופן אתם שולחים התרעות של SMS?

מי שמוציא את המסרון(SMS) זה השרת עצמו במחשב המרכזי.
במידה וחיישן לא יצר תקשורת עם השרת למשך 10 דקות הוא ישר מבין שיש תקלה ומתריע על זה ואז נמנע מצב שאתה לא יודע מה קורה בשטח.

>>> מהם הסטנדרטים הרשמיים של האינטרנט של הדברים?

אין כרגע סטנדרטים. אין סטנדרט לנושא IOT כי הוא ממש בחיתולים אולי בעתיד יהיה איזשהו סטנדרט סביב WIFI אבל כרגע לא ידוע לי על סטנדרט רשמי.

>>> איך אתה מצליח להפעיל חיישן על בטרייה לאורך זמן?

החיישנים שלנו כל הזמן נמצאים במצב שינה. הם בנויים לישון רוב הזמן, להתעורר ולשלוח מידע לרכזת. כתוצאה מכך אני מסוגל לספק חיישנים עם סוללה בין 2-4 שנים בלי להחליפה.
בנוסף הפורטל שלנו נותן חיווי על מצב הסוללה כך שניתן לדעת מראש שהיא הולכת להגמר ולהחליפה בזמן.

>>> מה צריך ללמוד כדי להתעסק בתחום הזה?

היום כשלומדים הנדסת אלקטרוניקה נוגעים גם בתחום הזה מה שנותן בסיס כללי ואפשרות להתמקד בתחום הזה בעתיד. גם תארים מתקדמים בהנדסת תקשורת מתעסקים בזה.

>>> יש כל מיני ארכיטקטורות כמו כוכב ו- MESH להצבת רשת חיישנים אלחוטית. עם איזה אתם עובדים?

אנחנו עובדים בעיקר עם ארכיטקטורה של כוכב, יש קצת MESH ברמה של REPEATER והגדלת הטווח אבל בגדול אנחנו עובדים עם כוכב.

>>> אתה יכול לדבר קצת על השרתים? איך אתם מאבטחים אותם ואיך אתם מונעים אובדן מידע?

אנחנו עובדים בחוות שרתים עם REDUNDANCY ויש לנו כמה דיסקים שמגבים אחד את השני כדי למנוע אובדן נתונים. אנחנו  עובדים עם SSL שהיא רמת אבטחה הכי גבוהה, ובגדול פועלים עם נוהלים מסודרים של גיבוי ושמירת נתונים.

>>> תאר את התהליך מרעיון שנמצא בראש למוצר מוגמר? מה מבדיל בין רעיונות שמסתיימים במוצרים לרעיונות שלא הולכים לשום מקום?

יש פה המון עניין של היכרות עם השוק. אם שומעים שלקוחות דורשים דברים ומחפשים דברים ואתה מנסה להבין אם זה משהו ברמה של דרישה של הרבה לקוחות ודרישת שוק, ואז אתה מנסה להבין מה הטכנולוגיה ומה המוצר שיכול להתאים לזה ולתת פתרון ומענה.
בגדול יש פה גם עניין של מזל אבל במיוחד אלמנט של היכרות טובה עם השוק ולהבין מה הלקוחות דורשים.