PIERRE - All in one Smart-Home-Lösung

1. Entwicklung von Hardware und Firmware
2. Design-System
3. App-Schnittstelle
4. Unterstützende Geräte
5. Überwachung
6. Testen ist der Schlüssel zum Erfolg
7. Interessante Fakten

Pierre ist ein Gebäudeautomatisierungssystem, oder es kann aber auch als Smart-Home-Lösung bezeichnet werden.

Werfen wir einen genaueren Blick auf Pierre, so können wir viele technisch innovative Lösungen in Bezug auf die einzigartige Kombination aus Hardware und Software vorfinden.

Benutzersteuerung und Automatisierung der Beleuchtung, Heizung, Kühlung, Zutritt zum Grundstück, Sicherheitssystem, Bewässerung und andere Funktionen in Ihrem Haus, Ihrer Wohnung, Ihrem Hotel oder in Ihrem Gebäude. Und das alles mit nur einer App.

Wir sind sehr stolz darauf, dass wir Sie auf Ihrem Weg als vertrauensvoller Architekturpartner begleiten dürfen.

Zunächst haben wir nur zugehört, dann geredet, dann wieder zugehört, zugehört, zugehört... und dann haben wir ein allgemeines Konzept erstellt, ein Sprungbrett.

Was für eine Reise, und der allererste Schritt war, das ganze Konzept zu verstehen, die Bedürfnisse, die Idee, das große Ganze. Wir haben viele Sitzungen abgehalten, viel geschrieben, skizziert und geplant. Danach haben wir das erste Konzept erstellt.

Nach 5 Jahren konstanter Weiterentwicklung sind wir nun sicher, dass wir eine gute Wahl getroffen und den Grundstein für das nächste Jahrzehnt in der Zukunft gelegt haben.

Nach einem Konzept begannen wir mit der Hardware-Entwicklung. Zunächst mussten wir das "Gehirn" des Systems entwickeln, einen Smart Home Controller.

Dieser Smart Home Controller ist für die gesamte Logik des Systems verantwortlich. Dies war die eigentliche Innovation, womit wir uns von anderen Mitbewerbern abheben.

Wir entschieden uns für den ESP32-Mikrocontroller als Herzstück des Smart Home Controllers.

Dann wählten wir alle Komponenten aus und begannen mit der Entwicklung des Prototyps. Nach einigen Iterationen hatten wir die allererste Version des Smart-Home-Controllers. Das war der Zeitpunkt, an dem wir mit der Entwicklung der Firmware begonnen haben.

Firmware

• Verwendung des Echtzeit-Betriebssystems FreeRTOS
• Unterstützung von OTA-Updates, Aktualisierungen der Firmware von Geräten aus der Ferne, in der Regel über Netzwerke wie Wi-Fi, Mobilfunkdaten oder ETH. Dies ermöglicht es den Benutzern, Updates zu erhalten, ohne dass physische Verbindungen oder manuelle Eingriffe erforderlich sind
• Matter Standard (Protokoll) ist eingebettet
• Verwendete Kommunikationsprotokolle sind MQTT und REST AP

Merkmale des ESP32-Chips

• Umfangreiche Peripheriegeräte
• Hochgradige Integration
• Ausreichender Speicher
• Open-Source Gemeinschaft
• Kosteneffizienz
• IoT Anwendungen

CE Zertifikat

Wir haben dem Team von Pierre geholfen, das CE-Zertifikat zu erhalten, zu prüfen und sicherzustellen, dass die Hardware in der EU und dem Rest der Welt verkauft werden kann.

Es war ein herausfordernder Prozess, etwas, das wir zum ersten Mal gemacht haben, wie so vieles in dieser sich täglich verändernden digitalen Welt.

Testboard für Hardware-Tests

Wenn die Controller zusammengebaut sind, durchlaufen sie ein "einwöchiges" Schulungsprogramm :) ein Scherz. Sie befinden sich eine Woche lang im Testmodus im hauseigenen Hardware-Labor, wo sie mit Hunderten von Aufgaben bombardiert werden, um sicherzustellen, dass die Hardware, sobald sie in Gebrauch und installiert ist, ordnungsgemäß funktioniert.

Wir simulieren die Szenarien einer normalen Familie, die ihr Smart Home wie in der Realität nutzen würde.

Aufgrund der Komplexität der App waren wir gezwungen, das Designsystem speziell für das Pierre zu entwickeln. Gemeinsame Komponenten und ein universeller Ansatz führten uns zu einem Standard, bei dem selten eine neue Funktionalität die Erstellung einer neuen Komponente erfordert. Somit können wir bereits Vorhandenes verwenden oder miteinander kombinieren.

Diese Screenshots zeigen die intuitive und benutzerfreundliche Oberfläche der Smart Home App von Pierre. Dank nahtloser Navigation und klarer visueller Hinweise können die Nutzer die Funktionen schon beim ersten Gebrauch auf Anhieb verstehen. Für ein noch interaktiveres Erlebnis kann auch die App-Demo auf Google Play and im AppStore erkundet werden.

Leistungen

Mit dem JSI-Ansatz (Java Script Interface), der die Geschwindigkeitsvorteile von C++ und JAVA nutzt, ist es uns gelungen, die Leistung im Wesentlichen auf ein natives Niveau zu steigern.

Anstatt die UI-Informationen über JSON-Dateien zu senden, ist nun jede Benutzerinteraktion schneller, ohne dass es durch zu viele Daten zu Engpässen kommt.

Architektur

Unser Ansatz ist eine Monorepo-Struktur, bei der ein Teil der Codebasis der Firmware, des Backends und der mobilen Anwendungen gemeinsam genutzt wird. Dieser Schritt hat uns bei der Wartung, dem Support und der zukünftigen Entwicklung sehr geholfen.

All dies hat uns geholfen, ein stabiles und qualitativ hochwertiges Produkt zu entwickeln.

Die Pierre App funktioniert nahtlos auf fast allen mobilen Geräten (Android und iOS), Tablets und auf speziell angefertigten Android-Displays.

Skalierbares Design der Infrastruktur

Wenn Sie Nutzer aus der ganzen Welt, aus verschiedenen Zeitzonen und Millionen von Aktivitäten jeden Tag bedienen möchten, müssen Sie sicher stellen, dass Ihre unterstützende Infrastruktur zuverlässig, schnell und kosteneffizient ist.

Die Cloud-Infrastruktur von Pierre

Unser internes DevOps-Team hat ein Netzwerk aus 11 Servern aufgebaut, die sich auf 2 Load Balancer und 9 Worker verteilen. Der Vorteil dieser Art von Netzwerk ist, dass es sich sehr schnell und problemlos erweitern lässt.

Für die Sicherstellung des reibungslosen Ablaufs überwachen wir:

• Mehr als 60 Dienste wie
• Verwendungsstatistiken
• Kundenanfragen
• Fehlerprotokolle
• Betriebsmittel (CPU, RAM, Festplatten)

Wir sind stolz auf unseren Bot, der rund um die Uhr läuft und einen realen Benutzer imitiert und vordefinierte Szenarien testet, nicht nur während der Bereitstellung als Teil von CI/CD, sondern auch in der Produktionsumgebung.

Warum ist das so wichtig?

Es handelt sich um ein Live-System mit 10.000 Nutzern, die jeden Tag ihr Gebäude kontrollieren. Ein Bug, ein Fehler könnte die Benutzer zum Beispiel daran hindern, ihr Haus zu betreten...

Diese Art von Szenarien sind in der Welt des Smart Homes ein absolutes Tabu. Aus diesem Grund widmen wir dem Testen große Aufmerksamkeit. Das Testen ist ein wesentlicher Bestandteil des gesamten Entwicklungsprozesses. Glücklicherweise arbeiten unsere Testingenieure mit strengen Prozessen und minimieren so die Wahrscheinlichkeit von 99,9 %.

Nach erfolgreichem Bestehen von 10.210 (und jeden Tag stetig mehr) Testfällen, sind wir bereit, die Aktualisierungen für das Testgebäude und die Tester zu veröffentlichen.

Sobald 5 Tage in Folge keine Fehler aufgetreten sind, veröffentlichen wir das Update für alle in beiden Stores.

Schnell ist eine relative Sache: Zu Beginn haben wir alles manuell getestet - das dauerte etwa 2-3 Tage. In dieser Zeit hatten wir nur ein paar Dutzend Testfälle.

Nachdem wir zu automatisierten Tests übergegangen sind, benötigten die ersten Testserver etwa 2 Stunden für die Durchführung aller Tests. Nachdem wir auf einen 128-Core- und 128-GM-RAM-Server umgestiegen sind, erledigte er dieselbe Aufgabe in 10-12 Minuten.

Wir sind besonders stolz darauf, dass wir den Mut und die mentale Stärke haben, uns von Grund auf in die Hardware- und Softwareentwicklung zu stürzen. Jetzt ist Pierre ein umfassendes und völlig eigenständiges Produkt, das von tausenden von Kunden genutzt wird.

Für die Freaks unter uns: Es erzeugt täglich etwa 7.000.000 Anfragen, ohne dass es zu Problemen kommt.

Dank des Matter-Standards können sowohl die Anwendung als auch die Hardware im Offline-Modus arbeiten, auch wenn der Standort nicht mit dem Internet verbunden ist.

Die Partner- (Integrator-) App und die Endbenutzer-App bieten weltweit die besten Anpassungsmöglichkeiten.

Das bedeutet, dass Sie als Kunde die völlige Freiheit haben, Ihre Büro-, Heim- oder Automatisierungsprozesse und -szenarien zu konfigurieren, ohne jegliche Vertiefungen in die Steuerung der Hardware.