Een mistige voorspelling voor het industriële internet der dingen

applicaties. Wanneer toegepast op mistconnectiviteit, overwint dit concept problemen die samenhangen met point-to-point systeemintegratie, zoals gebrek aan schaalbaarheid, interoperabiliteit en de mogelijkheid om de architectuur te evolueren. Het maakt plug-and-play eenvoud, schaalbaarheid en uitzonderlijk hoge prestaties mogelijk.

De leidende standaard voor datacentrische connectiviteit is de Data Distribution Service (DDS). DDS is niet zoals andere middleware. Het is direct gericht op real-time systemen. Het biedt uitgebreide nauwkeurige controle van realtime Quality of Service (QoS)-parameters, waaronder betrouwbaarheid, bandbreedtecontrole, leveringsdeadlines, levendigheidsstatus, resourcelimieten en beveiliging. Het beheert expliciet het communicatie "datamodel", of typen en QoS die worden gebruikt om te communiceren tussen eindpunten. Het is dus een “data-centric” technologie.

Bij DDS draait alles om de data:het vinden van data, het communiceren van data, zorgen voor verse data, het matchen van databehoeften en het controleren van data. Net als een database, die datacentrische opslag biedt, begrijpt DDS de inhoud van de informatie die het beheert. Dit datacentrische karakter, analoog aan een database, rechtvaardigt de term “databus”.

Databus versus database:de 6 vragen die elke IIoT-ontwikkelaar moet stellen

Traditionele communicatie-architecturen verbinden applicaties rechtstreeks. Deze verbinding neemt vele vormen aan, waaronder messaging, objectgeoriënteerde aanroep op afstand en servicegeoriënteerde architecturen. Datacentrische systemen verschillen fundamenteel omdat applicaties alleen interactie hebben met de data en eigenschappen van data. Datacentriciteit ontkoppelt applicaties en maakt schaalbaarheid, interoperabiliteit en integratie enorm mogelijk. Omdat veel applicaties onafhankelijk van elkaar kunnen interageren met de gegevens, maakt datagerichtheid redundantie ook natuurlijk.

Merk op dat de databus de applicatie-applicatie-interactie vervangt door applicatie-data-applicatie-interactie. Deze abstractie is de kern van data-centriciteit en het is absoluut cruciaal. Gegevensgerichtheid ontkoppelt applicaties en vereenvoudigt de schaalbaarheid, interoperabiliteit en systeemintegratie aanzienlijk.

Voortzetting van de analogie hierboven, een database implementeert dezelfde truc voor datacentrische opslag. Het bespaart oude informatie die u later kunt zoeken door eigenschappen van de opgeslagen gegevens te relateren. Een databus implementeert datacentrische interactie. Het beheert toekomst informatie door u te laten filteren door eigenschappen van de binnenkomende gegevens. Datacentriciteit maakt een database essentieel voor grote opslagsystemen. Datacentriciteit maakt een databus tot een fundamentele technologie voor grote software-systeemintegratie.

De databus ontdekt en verbindt automatisch publicatie- en abonnementsapplicaties. Er zijn geen configuratiewijzigingen nodig om een ​​nieuwe slimme machine aan het netwerk toe te voegen. De databus komt overeen met en dwingt QoS af. De databus isoleert applicaties van de uitvoering, of zelfs het bestaan, van andere applicaties. Zolang aan de gegevensspecificaties wordt voldaan, kan een applicatie succesvol worden uitgevoerd.

Een databus vereist ook geen servers. Het gebruikt een protocol om mogelijke verbindingen te ontdekken. Alle gegevensstromen zijn direct peer-to-peer voor de laagst mogelijke latentie. En zonder servers die verstopt raken of uitvallen, is de fundamentele infrastructuur zowel schaalbaar als betrouwbaar.

Om te schalen zoals in onze voorbeelden hierboven, moeten we hiërarchische subsystemen combineren; dat is belangrijk om te beslaan. Dit vereist een component die subsysteeminterfaces isoleert, een "mistrouteringsknooppunt". Merk op dat dit een conceptuele term is. Het hoeft niet, en is vaak ook niet, geïmplementeerd als een hardwareapparaat. Het wordt meestal geïmplementeerd als een service of een actieve toepassing. Die dienst kan overal draaien waar het nodig is:op het apparaat zelf, in een aparte box of in het bovenliggende systeem. De functie ervan is om een ​​subsysteem "in een doos te wikkelen", waardoor de complexiteit wordt verborgen. Het subsysteem exporteert dus alleen de benodigde gegevens, staat alleen gecontroleerde toegang toe en presenteert zelfs een enkel beveiligingsdomein (certificaat). Omdat de databus van nature redundantie ondersteunt, zorgt het serviceontwerp ervoor dat zeer betrouwbare systemen eenvoudigweg veel parallelle routeringsknooppunten kunnen gebruiken.

Hiërarchische systemen vereisen insluiting van interne subsysteemgegevens. Het mistrouteringsknooppunt brengt gegevensmodellen in kaart tussen niveaus, regelt de export van informatie, maakt snelle interne detectie mogelijk en brengt beveiligingsdomeinen in kaart. De externe interface is dus een veel eenvoudigere weergave die het interne systeem verbergt.

RTI heeft een enorme ervaring met dit ontwerp, met meer dan 1000 projecten. Deze omvatten snelle 3 kHz feedbackloops voor robotica, NASA KSC's enorme 300k-punts SCADA-systeem voor lanceringscontrole, Siemens Wind Power's grootste offshore turbineparken, de Grand Coulee-dam, GE Healthcare's productlijnen voor CT-beeldvorming en patiëntbewaking, bijna alle marineschepen van de VS en zijn bondgenoten, Joy Global's continue mijnbouwmachines, veel onbemande drones en grondstations, Audi's hardware-in-the-loop testomgeving en een groeiende lijst van autonome auto- en vrachtwagenontwerpen.

De belangrijkste voordelen van een databus zijn:

• Betrouwbaarheid :Eenvoudige redundantie en geen falende servers zorgen voor een uiterst betrouwbare werking. De DDS-databus ondersteunt systemen die het niet tolereren dat ze offline zijn, zelfs niet voor een korte periode, of het nu 5 minuten of 5 milliseconden is.
• Realtime :Peer-to-peer levering van databus ondersteunt gemakkelijk latenties gemeten in milliseconden en zelfs tientallen microseconden.
• Interface schaal :Grote softwareprojecten met meer dan 10 op elkaar inwerkende modules moeten interfaces zorgvuldig definiëren, coördineren en ontwikkelen. Datacentrische technologie verplaatst deze verantwoordelijkheid van handmatige processen naar automatische, afgedwongen infrastructuur. RTI heeft ervaring met systemen met meer dan 1500 teams van programmeurs die duizenden interactieve applicaties bouwen.
• Gegevensschaal :Wanneer systemen groot worden, moeten ze de gegevensstroom beheersen. Het is gewoon niet praktisch om alles naar elke applicatie te sturen. De databus maakt filteren op inhoud, snelheid en meer mogelijk. Toepassingen krijgen dus alleen wat ze echt nodig hebben. Dit vermindert de belasting van zowel het netwerk als de processor aanzienlijk. Dit is van cruciaal belang voor elk systeem met meer dan 1000 onafhankelijk adresseerbare gegevensitems.
• Architectuur :Data-centriciteit is niet gemakkelijk "toe te voegen" aan een systeem. Het wordt in plaats daarvan aangenomen als het kernontwerp. De transformatie is dus alleen zinvol voor IIoT-ontwerpen van de volgende generatie. De meeste systeemontwerpen hebben een levenscyclus van vele jaren.

Elk systeem dat aan de meeste van deze vereisten voldoet, zou een datacentrisch ontwerp serieus moeten overwegen.

GRATIS eBook:toonaangevende toepassingen en architectuur voor het industriële internet der dingen

De mistige toekomst

Net als de Californische mistdeken doet een wolk op de juiste plaats wonderen. Databus-technologie maakt elastisch computergebruik mogelijk door de gegevens betrouwbaar te brengen waar ze nodig zijn. Het ondersteunt realtime, betrouwbare, schaalbare systeembouw. Natuurlijk is communicatie slechts een van de vereiste functies van de evoluerende mistarchitectuur. Maar het is de sleutel en relatief volwassen. Het drijft dus veel ontwerpen.

Het industriële IoT zal bijna elke industrie veranderen, inclusief transport, medisch, energie, olie en gas, landbouw en meer. Het zal de komende decennia de belangrijkste drijvende trend in technologie zijn, het technologieverhaal van ons leven. Fog computing zal de krachtige verwerking die momenteel alleen in de cloud beschikbaar is, naar het veld verplaatsen. De voorspelling is inderdaad mistig.

上一页  [1] [2]