Kaders en transporten:de beste IIoT-connectiviteitsoplossing kiezen

n mogelijkheid bevat voor het onderhouden en afdwingen van een datamodel dat wordt gebruikt door de applicaties die deelnemen aan het raamwerk. Van de vier genoemde frameworks, OPC-UA, OneM2M, DDS en Web Services, kijken we alleen naar de eerste drie. Web Services is een zeer bekend raamwerk met veel online referenties die voor onderzoek te vinden zijn, en om die reden zullen we het in dit bericht niet bespreken. Voor elk van de geselecteerde frameworks (OPC-UA, OneM2M en DDS) zullen we een overzicht geven van de basis van dat framework en ook de belangrijkste vragen die moeten worden beantwoord om te bepalen of dat framework de juiste oplossing is voor uw gedistribueerde IIoT-toepassing.

OPC-UA

Laten we OPC-UA eens bekijken als ons eerste raamwerk. De Open Platform Communications Unified Architecture (OPC-UA) wordt in het IICF-document beschreven als:"Een industriële communicatiearchitectuur voor platformonafhankelijke, krachtige, veilige, betrouwbare en semantische interoperabiliteit tussen sensoren, veldapparatuur, controllers en applicaties op de zowel op de werkvloer als tussen de werkvloer en de enterprise IT-cloud."

Net als MQTT is OPC-UA ook een op brokers gebaseerde architectuur. OPC-UA-clients leveren gegevensobjecten aan de server en de server reageert vervolgens op verzoeken van andere OPC-UA-clients. Meestal zijn deze gegevensobjecten zeer apparaatgerichte objecten die in feite een verzameling zijn van verschillende invoer- en uitvoervariabelen van apparaten. Een client kan een grafiek van gewenste objecten maken en de server zal al zijn verzamelde objecten in kaart brengen en een samenhangend antwoord geven aan de verzoekende client. Afbeelding 3 is een typisch architectuurdiagram dat een grafiek toont van bestaande objecten die beschikbaar zijn in een bepaald systeem.

Afbeelding 3. Typische grafiek met apparaatgegevensobjecten in OPC-UA

OPC-UA-infrastructuur wordt voornamelijk gebruikt in industriële automatiserings- en productieomgevingen. Hier zijn vier vragen die beantwoord moeten worden om te bepalen of OPC-UA de juiste oplossing is voor uw toepassing:

OPC-UA-vragen

1. Ben je werkzaam in discrete productie?
2. Ben je betrokken bij het Duitse Platform Industrie 4.0-programma?
3. Bent u een apparaat aan het bouwen dat wordt geïntegreerd door besturings- of procesingenieurs of technici in plaats van software-ingenieurs?
4. Wordt uw product gebruikt in verschillende toepassingen in verschillende systemen, in tegenstelling tot één (type) systeem waar u de architectuur beheert?
5. Bouw je apparatuur voor een "werkcel"?

Als u drie van deze vragen met "ja" kunt beantwoorden, dan is OPC-UA de juiste keuze voor uw toepassing.

OneM2M

Het tweede raamwerk dat door het IIC-document wordt genoemd, is oneM2M. De beschrijving van één M2M uit het IICF-document is:"oneM2M biedt een gemeenschappelijke servicelaag die tussen applicaties en connectiviteitstransport zit. Het biedt functies die IoT-applicaties in verschillende industriesegmenten vaak nodig hebben. Die functies worden blootgesteld aan applicaties via RESTful API's. OneM2M standaarden omvatten een horizontale platformarchitectuur die past binnen een drielaags model bestaande uit applicaties, middleware-services en netwerken.De connectiviteitsstandaarden van OneM2M maken het mogelijk dat applicaties die worden gehost op verbonden machines en apparaten, bedrijfssystemen en mobiele apparaten op een efficiënte manier met elkaar communiceren , veilige manier. Het oneM2M horizontale platform is schaalbaar omdat de Common Service Elements kunnen worden ingezet op hosts, aan de rand van het proximale netwerk of binnen de enterprise cloud." De belangrijkste applicaties die tegenwoordig gebruik maken van oneM2M zijn domotica en grootschalige applicaties die gebruikmaken van mobiele systemen. De services die beschikbaar zijn in de Common Service Layer worden geleverd door grote telecommunicatiebedrijven. Afbeelding 4 toont de architectuur van de drie lagen die in oneM2M worden genoemd.

Afbeelding 4. De oneM2M-architectuur

Hieronder volgen de vijf specifieke vragen die u moet beantwoorden om te bepalen of oneM2M de juiste keuze is voor uw toepassing. Als u 3 van deze vragen met 'ja' beantwoordt, geeft dit aan dat oneM2M de juiste keuze voor u is.

OneM2M-vragen

1. Weet jij waar 'ICT' voor staat, en ben jij dat? (Informatie- en communicatietechnologie)
2. Is het mobiele netwerk uw primaire verbindingstechnologie?
3. Bestaan ​​uw doeltoepassingen grotendeels uit bewegende delen?
4. Kunnen de componenten van uw systeem intermitterende verbindingen en losjes gecontroleerde latenties tolereren?
5. Zal uw systeem gebruik maken van diensten die worden geleverd door een communicatieprovider zoals een telco?

Datadistributieservice (DDS)

Het laatste raamwerk dat we zullen onderzoeken is DDS. Ik moet toegeven dat ik als auteur van dit bericht en als RTI-medewerker bevooroordeeld ben ten opzichte van DDS, aangezien ik er al meer dan 14 jaar mee werk. Van de vier frameworks die in de IIC IICF worden genoemd, is DDS de enige die een peer-to-peer, Publish/Subscribe-architectuur biedt. Met DDS neemt elke applicatie deel aan een "databus" die een gedeelde globale dataruimte creëert. Dit betekent dat de databus een set dataonderwerpen omvat, elk gedefinieerd met zijn unieke datamodel, dat vervolgens kan worden gevonden door elke deelnemer aan de databus. Zodra een peer-applicatie zijn intentie verklaart om ofwel gegevens over een onderwerp te publiceren of zich te abonneren op gegevens over een onderwerp, zal DDS via een ontdekkingsmechanisme alle relevante uitgevers met hun abonnees verbinden. Afbeelding 5 is een diagram van een gelaagde databusarchitectuur die drie databussen concretiseert die verbinding maken via gateways die zich tussen de horizontale lagen bevinden.

Figuur 5. Gelaagde databusarchitectuur met DDS

Dit voorbeelddiagram is gebaseerd op een toepassing voor het bewaken van patiënten in de gezondheidszorg die u in een ziekenhuis zou aantreffen. Dit is echter slechts één voorbeeld van de vele soorten realtime-autonomietoepassingen waar DDS tegenwoordig wordt gebruikt. Andere toepassingsgebieden zijn onder meer smart grid, olie en gas, autonoom rijdende voertuigen, transport en defensiesystemen. Hier zijn de vijf vragen die u uzelf moet stellen over uw aanvraag om te zien of DDS de juiste keuze voor u is.

DDS-vragen

1. Zijn er ernstige gevolgen als u enkele minuten/sec/msec offline bent?
2. Heeft u de afgelopen twee weken 'milliseconde' of 'microseconde' gezegd?
3. Heeft u meer dan 10 programmeurs?
4. Hebben uw gegevens veel bestemmingen?
5. Bent u bezig met het bouwen van een IIoT-ontwerp van de volgende generatie?
   

Dingen afronden

Zoals ik al eerder zei, aangezien ik voor een DDS-bedrijf werk, ben ik een voorstander van de DDS-infrastructuur en de problemen die het oplost voor realtime autonome systemen. Dat gezegd hebbende, hoop ik dat dit bericht je een aantal tools heeft gegeven om te gebruiken om te bepalen wat de juiste oplossing is voor je volgende of huidige gedistribueerde infrastructuurproject. Want eigenlijk zijn deze transporten en frameworks allemaal goed in het oplossen van heel verschillende problemen. De sleutel is om erachter te komen waar uw toepassingsvereisten passen binnen het landschap van beschikbare oplossingen. De tools die hier worden aanbevolen, omvatten het IIC Industrial Internet Connectivity Framework (IICF) en ook de lijst met belangrijke vragen voor elke oplossing. Als er iets ontbreekt, aarzel dan niet om contact met me op te nemen in de comments. Ik zou graag de discussie gaande houden en meer te weten komen over andere oplossingen die ontwikkelaars en architecten kunnen helpen bij het oplossen van hun verbindingsproblemen zonder het wiel opnieuw te hoeven maken met een op maat gemaakte gepatenteerde oplossing.

Aanvullende bronnen:

• The RTI Blog>> Document over industriële internetconnectiviteit evalueert kernnormen:DDS, OPC-UA, WebServices
• Gratis on-demand webinar:hoe het IIC's Connectivity Framework IIoT-connectiviteitsselectie begeleidt
  
  

上一页  [1] [2]