В документе о промышленном подключении к Интернету оцениваются основные стандарты:DDS, OPC-UA, WebServices

Консорциум Industrial Internet выпустил важную часть руководства по эталонной архитектуре:документ Connectivity Framework. На самом деле это очень важно; в этом документе подробно рассматриваются возможности подключения для систем IIoT, устанавливаются критерии оценки технологий / стандартов подключения и предлагаются некоторые вероятные технологии для основных стандартов подключения, включая DDS, OPC-UA и WebServices. Другими словами, здесь есть действительно ценные советы.

Что такое подключение для систем IIoT?

Согласно документу о подключении к промышленному Интернету вещей, «подключение обеспечивает возможность обмена информацией между участниками в функциональном домене, между функциональными доменами внутри системы и между системами. Обмениваемая информация может включать обновления датчиков, события, сигналы тревоги, изменения статуса, команды и обновления конфигурации ». Говоря более конкретно, возможность подключения является критически важной сквозной функцией, которая поддерживает взаимодействие внутри и между системами IIoT. Цель этой работы - выйти за рамки нынешней мешанины проприетарных и отраслевых стандартов и перейти к открытой структуре, основанной на стандартах IIoT.

Если смотреть на возможности подключения с технической точки зрения, на рисунке 1 показано, где находится функция подключения в стеке сети, подключения и информации, и он делит подключение на 2 разных уровня:транспортный и каркасный. Транспортный уровень обеспечивает техническую совместимость с « битами и байтами разделяется между конечными точками с использованием однозначно определенного протокола связи ». Уровень Framework обеспечивает синтаксическую совместимость с « структурированными типами данных разделяется между конечными точками. Вводит общую структуру для обмена данными; т.е. общая структура данных общий. На этом уровне для обмена данными используется общий протокол; структура обмениваемых данных однозначно определена ». Удовлетворение потребностей в подключении за счет синтаксической совместимости, обеспечиваемой уровнем инфраструктуры подключения, и оценка стандартов структуры подключения - один из важных вкладов этого документа.

Рис. 1. Связь с использованием сетевых функций, указанных ниже - Интернет-протокол, обеспечивает уровни для передачи сообщений и данных между участниками системы.

Концепция основного стандарта связи.

Для обеспечения взаимодействия внутри и между системами IIoT документ Connectivity Framework рекомендует использовать базовый стандарт подключения. На рисунке 2 показано, как этот базовый стандарт становится шиной подключения для системы, интегрируя собственные устройства и приложения напрямую и устаревшие или не являющиеся базовыми стандартами устройства и приложения через шлюзы протоколов или мосты. Таким образом, нестандартные объекты могут быть «нормализованы» в базовый стандарт связности. Эта базовая эталонная архитектура подключения является центральным элементом рекомендаций IIC по обеспечению безопасности взаимодействия между устройствами и приложениями для систем IIoT.

Рис. 2. Использование базового стандарта подключения обеспечивает возможность взаимодействия и упрощенную интеграцию внутри и между системами IIoT.

Оценка стандартов подключения.

Чтобы уменьшить проблемы интеграции и взаимодействия между различными системами IIoT, что является ключевой целью IIC, в документе представлены метод и шаблон для оценки технологий и стандартов подключения для IIoT. Он включает в себя оценки большинства стандартов IIoT, таких как DDS, OPC-UA, HTTP / WebServices, OneM2M, MQTT и CoAP. Многие из этих стандартов относятся к разным уровням стека подключения, как вы можете видеть на рисунке 3. Более подробная информация по каждому стандарту представлена ​​в документе.

Рис. 3. Стандарты подключения IIoT и их расположение в стеке подключения.

DDS как основной стандарт связи.

Из рисунка 3 видно, что в документе оцениваются 4 стандарта инфраструктуры подключения, включая DDS. Кроме того, документ Connectivity Framework содержит рекомендации по требованиям для выбора ядра . стандарты структуры подключения. Основная структура взаимодействия должна:

• Обеспечение синтаксической совместимости
  • Обеспечить способ моделирования данных, систему типов (например, DDS, OPCUA).
  • Не может быть просто «простым» протоколом обмена сообщениями (MQTT, COAP и т. д.)
• Будьте открытым стандартом с сильным управлением:
  • от таких SDO, как IEEE, OASIS, OMG, W3C, IETF
• Будьте горизонтальными и нейтральными.
• Быть стабильным и использоваться во многих отраслях.
• Иметь определяемые стандартами основные шлюзы для всех других основных стандартов подключения.
• Предоставлять основные функции, такие как публикация-подписка, запрос-ответ, обнаружение и т. д.
• Соответствие нефункциональным требованиям:производительность, масштабируемость, безопасность и т. д.
• Соответствовать бизнес-критериям:не требовать отдельных компонентов от одного поставщика, поддерживать SDK, иметь реализации с открытым исходным кодом и т. д.

На рисунке 4 вы можете увидеть четыре потенциальных стандарта базовой инфраструктуры подключения, оцененные на соответствие этим требованиям. DDS поддерживает все требования и является многообещающим стандартом для систем IIoT во всех отраслях.

Рис. 4. Критерии основных стандартов подключения IIoT, применяемые к основным стандартам инфраструктуры подключения.

В частности, если вы сравните DDS с другим многообещающим стандартом инфраструктуры подключения, OPC-UA, из рисунка 5 ниже, вы увидите, что они предназначены для очень разных вариантов использования системы. Если вашей основной задачей является интеграция программных приложений в систему IIoT, то DDS - хороший выбор. Если перед вами стоит задача предоставить интерфейс для вашего периферийного устройства, чтобы системные интеграторы могли в дальнейшем интегрировать его в нечто вроде производственной ячейки, тогда OPC-UA - хороший выбор.

Рис. 5. Неперекрывающиеся системные аспекты, рассматриваемые в основных стандартах инфраструктуры подключения.

Как видите, этот документ IIC содержит множество важных рекомендаций и разъяснений концепций подключения к IIoT. Вы можете использовать его профиль оценки стандартов подключения IIoT для оценки других стандартов, которые могут быть вам интересны для вашей системы, или использовать его руководство для выбора среди ведущих стандартов. Для получения более подробной информации скачайте документ для себя.