Как стандарты IIoT могут сделать умные города еще умнее

Всемирный день стандартов ежегодно отмечается во всем мире для повышения осведомленности о роли стандартов в мировой экономике. Тема этого года - «Стандарты делают города умнее».

Почему стандарты?

По мере того, как наш мир становится все более связанным, растет потребность в стандартизированных технологиях, обеспечивающих взаимодействие между системами и устройствами, на которые мы полагаемся. Нам нравится называть этот связанный мир промышленным Интернетом вещей (IIoT), который включает в себя все:от здравоохранения до транспорта, энергетики, автоматизации зданий и т. Д.

Традиционно каждая из этих систем была бы полностью независимой. Они будут закупаться и эксплуатироваться разными организациями и полагаться на оборудование и программное обеспечение от разных поставщиков. Любой обмен информацией между системами потребует сложного и дорогостоящего программного обеспечения для интеграции.

Однако по мере продвижения внедрения IIoT большая часть преимуществ будет получена от интеграции систем в разных доменах. Пожалуй, лучше всего это отражено в «Умных городах», которые могут состоять из десятков обычно разрозненных отделов. Например, рассмотрим один микрокосм:государственная больница, стремящаяся использовать источники солнечной и ветровой энергии для увеличения своих дизельных генераторов, чтобы обеспечить бесперебойную и более дешевую электроэнергию как при наличии основной электросети, так и при ее выходе из строя. Больница будет использовать систему IIoT для управления генераторами энергии и энергетическими нагрузками. Чтобы управлять этими энергетическими нагрузками, его необходимо будет интегрировать с их системой автоматизации здания. А чтобы знать, безопасно ли отключать питание различных мест или устройств в больнице, необходимо интегрировать его с распределенной системой мониторинга пациентов. Интеграция всех трех систем - огромная проблема с текущими запатентованными системами управления питанием, автоматизации зданий и медицинского мониторинга.

Итак, с чего начать?

Чтобы реализовать обещание IIoT и необходимость интеграции между системами в разных «отраслях», нам нужны две вещи:совместимость между системами IIoT и интегрированная безопасность. Безопасность - это еще одна статья, или 10, сама по себе, и рассматривается в документе Industrial Internet Consortium (IIC) Security Framework. Совсем недавно IIC опубликовал свою структуру промышленного подключения к Интернету (IICF), которая напрямую касается проблемы взаимодействия систем.

IICF удовлетворяет потребность в синтаксической совместимости между устройствами, приложениями и системами для IIoT. Его архитектура подключения (рис. 1) является ключом к рационализации разработки совместимых систем IIoT, что имеет решающее значение для приложений умного города.

Рис. 1. Эталонная архитектура Industrial Internet Connectivity Framework обеспечивает взаимодействие между устройствами, подсистемами и системой систем.

В основе эталонной архитектуры лежит основанная на стандартах базовая структура взаимодействия или шина. За счет объединения всех устройств, приложений и подсистем в базовый стандарт связи обеспечивается совместимость, упрощается безопасность и упрощается интеграция. Шлюзы используются для интеграции устройств с использованием устаревших протоколов и приложений с использованием альтернативных API. А для обеспечения взаимодействия между системами, даже из разных отраслей, стандартные шлюзы между основными стандартами подключения служат мостом между двумя или более системами IIoT.

IICF использует базовые стандартные критерии подключения для оценки нескольких широко используемых протоколов IIoT. В нем определены четыре стандарта, которые наиболее точно соответствуют основным критериям подключения, а также даны рекомендации относительно того, какие типы систем IIoT они применяют лучше всего (рисунок 2).

Рисунок 2. Краткое изложение рекомендаций IICF по четырем основным стандартам подключения.

Умный город

Давайте рассмотрим потенциальный вариант использования системы умного города. У пациента с сердечным заболеванием, находящегося дома, развивается аритмия, которая вызывает срабатывание подключенного пульсометра, который отправляет экстренное оповещение в службу скорой помощи. Когда скорая помощь движется по улицам города, интеллектуальная система управления движением синхронизирует светофоры на ее пути. В пути данные медицинского наблюдения в реальном времени передаются бригаде скорой помощи больницы, готовящейся к прибытию пациента. Попадая в больницу, устройства наблюдения за пациентом автоматически интегрируются в больничную систему наблюдения за пациентом. Для этого варианта использования у нас есть системы IIoT, которые интегрируются в интеллектуальный дом, интеллектуальный транспорт и интеллектуальное здравоохранение. Без взаимодействия, обеспечиваемого базовой архитектурой подключения и стандартными стандартами подключения ядра, интеграция будет в лучшем случае дорогостоящей и хрупкой.

Объединение и стандартизация будущего

Многие системы IoT будут далеко идущими и сложными, требующими интеграции множества устройств или вещей, функциональных подсистем и даже целых систем. Эта проблема интеграции требует взаимодействия между системами. IICF от IIC предлагает эталонную архитектуру подключения и руководство по основным стандартам подключения, которые непосредственно решают эту проблему взаимодействия.

С помощью IIoT мы представляем себе более интеллектуальный мир. Мир, в котором наши автомобили будут разговаривать с нашими уличными фонарями, чтобы уменьшить трафик, где наша электроэнергия будет оптимизирована с помощью интеллектуальных электросетей для повышения энергоэффективности, и где наши близкие смогут беспрепятственно посещать больницы благодаря подключенным медицинским системам. Используя стандарты, технические основы и инновации, мы можем работать вместе, чтобы сделать города умнее.

Этот пост был первоначально опубликован в блоге Object Management Group® (OMG®).