Экосистема Data Gateway для медицинской IoT-лаборатории

Главное о кейсе

В результате вместе с заказчиком мы создали полную экосистему для умной лаборатории, состоящей из множества независимых IoT-устройств.

Data Gateway собирать данные по беспроводной сети от различных периферийных устройств по всей лаборатории. А затем передает эту информацию в единую систему управления лабораторными данными — LIMS-портал.

Такое решение экономически эффективнее классического набора не связанных между собой датчиков. Оно снимает повседневные рутинные задачи с сотрудников медицинских лабораторий. Теперь специалисты могут больше времени уделять построению гипотез и анализу данных, а не ручному сведению показаний с датчиков.

Бизнес-задача и ее решение

Video presentation: https://youtu.be/5-emUUdhR-o

//ABOUT//

Data Gateway is a network-based hardware-software application for day-to-day control of storage equipment temperature, humidity, CO2, and other data centralized in LIMS.

//TASK//
We were approached by an American Medtech Startup, that manufactures IoT lab equipment.
They had a team of electronics engineers. So we were challenged to create an IT infrastructure based on the IoT so that measuring devices, controllers, and data loggers were integrated into a single lab system called Data Gateway. We've created a 3D video presentation of the project for the investors in addition.


//SOLUTIONS//
First, we’ve designed the software architecture that allows Data Gateway transmits wirelessly collect data by various peripherals throughout the lab. Then we’ve developed interfaces and software of the Laboratory Information Management System (LIMS) and a mobile app for managing Smart Lab Automation Software & Equipment.

So, peripheral measuring devices can trace any type of sensors like temperature, humidity, gases, CO2, light, pressure, and switches for alarm settings through wireless.
Then it can record this information in a centralized LIMS and pass it to mobile apps of laboratory teams. It also allows remote access to real-time data and device input.

The product has been launched onto the market in the USA, has already been supplied to the laboratories. Our client has got funding on a product evolving.

____________________________

Видео-презентация продукта: https://youtu.be/5-emUUdhR-o

// О проекте //

Data Gateway - это эволюционное продолжение лабораторного инкубатора, софт для которого мы разработали годом ранее для этого же стартапа.

Инкубатор состоял из камеры для исследуемого образца, датчиков температуры и газового состава, а также компьютера, для регисстрации и накопления данных.

Следующий шаг - сделать так, чтобы камерой инкубатора могло стать любое помещение. То есть по сути «разобрать» инкубатор на отдельные датчики, контроллеры и передатчики данных, чтобы управлять каждым элементом отдельно по беспроводной сети.

Так появилась идея создать экосистему Data Gataway из отдельных устройств с датчиками и устройства накопления, хранения, передачи данных по беспроводной сети в LIMS-портал или мобильное приложение.

Команде Атвинты нужно было разработать программное обеспечение, которое превратит отдельные устройства в инновационную лабораторную экосистему.

// Поиск решения //

На первом этапе мы разобрались, из каких устройств состоит смарт-лаборатория, как устройства взаимодействуют между собой, какие возможности в работе нужны пользователям.

В процессе анализа выявили такие требования к функциональности:

1. Периферийные девайсы с датчиками автоматически синхронизируются по беспроводной сети между собой и с центральным устройством — Data Gateaway.

2. Система синхронизируются с веб-сервисом в режиме реал-тайм.

3. Центральное устройство не только собирает и отправляет данные на сервер, но и передает команды обратно на периферийные устройства.

4. Все показания с датчиков собираются и хранятся в облачном сервере для дальнейшего анализа с помощью Big Data.

5. Пользователь может удаленно управлять устройствами через LIMS-портал или мобильное приложение.
6. Важно сохранить преемственность в логике работы оборудования, ведь новый продукт продолжал девайсов, которые мы ранее разработали для этого заказчика.


// РАЗРАБОТКА //

Для работы нового продукта нужно было создать:

1. Программную утилиту для центрального устройства, которая позволяет не только собирать и отправлял данные на сервер, но и передавать команды обратно на периферийные устройства.

2. Софт для автоматической синхронизации устройств-датчиков с модулем Data Gateway по беспроводной сети.

3. Веб-портал и мобильное приложение для удаленного управления электроникой и изучения данных, полученных от IoT-устройств лаборатории.

// Архитектура для автоматической синхронизации устройств //

Мы посмотрели, как работают существующие аналоги на рынке. Они передавали данные только в одну строну: собирали данные с подключенного датчика и выводили показания на светодиодный экран.

Такое решение для смарт-лаборатории не подходит, ведь нужно еще и управлять электроникой, то есть отправлять сигнал обратно на устройства.

Мы разработали интерфейс беспроводной синхронизации, который работает в две стороны: Data Gateway не только собирает информацию, но и передает команды оборудованию, а также автоматизированно сводит показатели с датчиков и передает их в LIMS-портал.

Сотруднику лаборатории достаточно только запустить эксперимент. А дальше можно удаленно следить за исследованием, менять настройки, открывать и закрывать двери, включать и выключать устройства, а также вовремя получать оповещения о работе всей системы.

// Система оповещений //

Еще одна важная функция — система оповещений о состоянии системы. Если что-то пойдет не так во время исследования, работа будет испорчена. В случае со смарт-лабораторией это не только потерянное время сотрудников, но и потерянные деньги для медицинской компании.

Data Gateway автоматически регулярно проверяет состояние всех подключенных приборов: нужно ли плановое обслуживание, калибровка датчиков или что-то может выйти из строя. В случае ошибки система тут же отправит пользователю уведомление по email и в мобильное приложение.

// LIMS-портал //

Информация с датчиков передается в закрытый веб-портал и мобильное приложение пользователей.

Клиенты нашего заказчика уже привыкли к дизайну интерфейса смарт-лаборатории, которые мы разработали год назад. Для LIMS-портала мы сохранили преемственность в дизайне и для десктоп-устройств, и для смартфонов. Отличие — изменили логику синхронизации по API с новыми устройствами и датчиками.

Прочая информация о кейсе

Data Gateway is a network-based hardware-software application for day-to-day control of storage equipment temperature, humidity, CO2, and other data centralized in LIMS.

_________________

Софт для экосистемы IoT-устройств: удаленное управление лабораторией, сбор, накопление и анализ исследовательских данных.

Это экосистема IoT-устройств, которые отслеживают показатели среды в ходе медицинских и микробиологических экспериментов: температуру, влажность, газовый состав в помещении, свет, давление. А также позволяют управлять приборами удалённо.

Все показания с датчиков собираются через Data Gateway и передаются по беспроводной сети в LIMS-портал* и мобильное приложение пользователей — сотрудников лабораторий.

*LIMS (Laboratory Information Management System) — веб-сервис, через который сотрудники лабораторий собирают, сводят и анализировать данные исследований.

Скриншоты