Apparaat-payloads synchroniseren met Eclipse Vorto: een praktische gids

Alexander Edelmann

Hallo, ik ben Alexander Edelmann, gevestigd in Singapore en sinds 2006 software engineer bij Robert Bosch. Ik ben gepassioneerd over IoT en pleit voor open standaarden die naadloze apparaat-interoperabiliteit over platforms mogelijk maken. Ik bijdraag actief aan het Eclipse IoT Vorto-project, dat cloud-gebaseerde tools levert voor uniforme apparaatbeschrijving en integratie over diverse IoT-ecosystemen. Naast engineering geniet ik van Aziatische keuken, oefen mijn krootjesvaardigheden en tennis.

In een omgeving zonder een wereldwijde standaard worstelen IoT-apparaatfabrikanten, integrators en platformproviders met de schiere verscheidenheid aan payload-formaten, API's en proprietaire protocollen.

Eclipse Vorto aanpakken deze uitdaging door cloud-gebaseerde editors aan te bieden die vendor-specifieke payloads abstraheren naar herbruikbare Vorto Function Blocks. Deze blokken worden samengesteld tot een Vorto Information Model dat een apparaat's digitale tweeling definieert. Zowel Information Models als Function Blocks worden geschreven in vortolang, een beknopte grammatica die de interface tussen een fysiek apparaat en zijn digitale tweeling specificert. IoT-oplossingen communiceren uitsluitend via deze abstracte Function Blocks en hun gerelateerde dataschema's, wat loskoppeling van diverse apparaat-dataformaten bereikt. Het converteren van ruwe apparaatdata naar deze abstracte interfaces wordt bereikt via Vorto Mapping Specificaties, die de instructies coderen die nodig zijn om apparaatspecifieke payloads te harmoniseren.

Payload-normalisatie in het algemeen

Datnormalisatie kan op verschillende punten in de IoT-stack worden uitgevoerd, wat stakeholders in staat stelt controle te behouden over waar proprietaire data wordt getransformeerd naar een gestandaardiseerde vorm.

1. Op het apparaatknooppunt – Een slim apparaat, zoals een Bosch slimme oven, verwerkt sensordata lokaal, normaliseert het en kan analytics blootleggen die geaggregeerd kunnen worden in een cloud data lake.
2. Op het gateway-knooppunt – Een gateway die meerdere sensoren of apparaten via diverse protocoldrivers (BLE, GPIO, etc.) aggregateert, normaliseert binnenkomende data om gateway-niveau analytics of andere bedrijfsfuncties te bieden.
3. Op een IoT-platformknooppunt – Vergelijkbaar met een gateway, normaliseert een cloud IoT-platform telemetrie ontvangen via protocolaadapters (MQTT, CoAP, etc.) om apparaatbeheer of analytics-services te voeden.
4. Op een applicatieknooppunt – Een applicatie normaliseert data zodat deze agnostisch blijft ten opzichte van specifieke apparaten, gefocust op bedrijfslogica in plaats van apparaatspecifieke decoders.

Wanneer een apparaat geen payload-mapping kan uitvoeren—misschien vanwege beperkte verwerkingskracht of bandbreedtebeperkingen—moet een afzonderlijke mapping-engine deze stap uitvoeren op een intermediair, gateway, platform of applicatieknooppunt.

Normalisatie van data kan worden afgehandeld op een apparaatknooppunt (1), op een gatewayknooppunt (2), op een IoT-platformknooppunt (3) of op een applicatieknooppunt (4).

Tim Grossmann

Als Duitse informatica-student heb ik projecten voltooid in drie verschillende Bosch-afdelingen de afgelopen anderhalf jaar. Mijn interesses liggen in Open Source en EduTech technologieën. Ik geloof dat IoT en automatisering immense potentieel hebben om het dagelijks leven te transformeren. Ik toegewijde leerling en ontwikkelaar, en ik onderhoud de grootste gratis open-source Instagram-automatiseringsbot ter ter wereld. In mijn vrije tijd geniet ik van klimmen en reizen naar het buitenland.

Hoe Eclipse Vorto normalisatie aanpakt

Eclipse Vorto biedt een runtime-bibliotheek die, geconfigureerd met een Vorto Information Model, de mapping-specificatie toepast om ruwe apparaat-payloads te transformeren naar hun genormaliseerde vorm. De mapping-specificatie is versiebeheerd en wordt opgeslagen naast het Information Model van het apparaat in de Vorto Repository, wat hergebruik over verschillende implementatieknooppunten mogelijk maakt—apparaat, gateway, platform of applicatie. De bibliotheek is momenteel beschikbaar voor Java en Node.js. Lees meer over de Vorto Payload Mapping bibliotheek.

Voorbeeld: Industriële data normaliseren met Eclipse Vorto

Om deze concepten te illustreren, overweeg een scenario waar CSV-telemetrie van een permanente-magnet synchroon motor (PMSM) wordt verzonden naar een Eclipse Hono MQTT-connector.

De Vorto Payload Normalization middleware verbruikt deze data van Hono, routeert het door de Vorto Payload Mapping Engine en publiceert de geharmoniseerde data als een AMQP-onderwerp. Elke AMQP 1.0-abonnee kan dan de gestandaardiseerde data consumeren ongeacht het oorspronkelijke apparaat, gebruikmakend van een digital-twin-platform zoals Bosch IoT Things.

In dit voorbeeld gebruiken we Eclipse Ditto, een open-source digitale tweeling-service, om de genormaliseerde data op te nemen en op te slaan. Het Vorto Dashboard bevraagt vervolgens de Ditto API en presenteert de informatie met behulp van vooraf gedefinieerde Vorto-compatibele UI-widgets.

De volledige conceptuele opzet van onze apparaat-payload-mapping pipeline.

Als u de volledige mapping-pipeline in actie wilt observeren, bezoek de Vorto Dashboard Demo.

Dit artikel biedt een kort overzicht van Payload Mappings. Voor een uitgebreide, stapsgewijze handleiding voor het configureren van uw eigen pipeline, raadpleeg onze gedetailleerde tutorial.