Туманный прогноз для промышленного Интернета вещей

действия между приложениями. Применительно к туманной связи эта концепция преодолевает проблемы, связанные с двухточечной системной интеграцией, такие как отсутствие масштабируемости, функциональной совместимости и возможности развития архитектуры. Он обеспечивает простоту plug-and-play, масштабируемость и исключительно высокую производительность.

Ведущим стандартом для подключения, ориентированного на данные, является служба распределения данных (DDS). DDS не похож на другое промежуточное ПО. Он напрямую обращается к системам реального времени. Он обеспечивает обширный точный контроль параметров качества обслуживания (QoS) в реальном времени, включая надежность, управление полосой пропускания, крайние сроки доставки, состояние готовности, ограничения ресурсов и безопасность. Он явно управляет коммуникационной «моделью данных» или типами и QoS, используемыми для связи между конечными точками. Таким образом, это технология, ориентированная на данные.

DDS - это все о данных:поиск данных, передача данных, обеспечение свежих данных, соответствие потребностям в данных и контроль данных. Подобно базе данных, которая обеспечивает хранилище, ориентированное на данные, DDS понимает содержание информации, которой она управляет. Этот ориентированный на данные характер, аналогичный базе данных, оправдывает термин «база данных».

База данных против базы данных:6 вопросов, которые должен задать каждый разработчик IIoT

Традиционные архитектуры связи напрямую подключают приложения. Это соединение принимает множество форм, включая обмен сообщениями, удаленный объектно-ориентированный вызов и сервис-ориентированные архитектуры. Системы, ориентированные на данные, принципиально отличаются, поскольку приложения взаимодействуют только с данными и свойствами данных. Ориентация на данные разделяет приложения и в значительной степени обеспечивает масштабируемость, функциональную совместимость и интеграцию. Поскольку многие приложения могут взаимодействовать с данными независимо, центрирование на данных также делает избыточность естественной.

Обратите внимание, что шина данных заменяет взаимодействие приложение-приложение взаимодействием приложение-данные-приложение. Эта абстракция является ключевым моментом ориентации на данные и абсолютно критична. Ориентация на данные разделяет приложения и значительно упрощает масштабирование, взаимодействие и системную интеграцию.

Продолжая приведенную выше аналогию, база данных реализует тот же трюк для хранилища, ориентированного на данные. Сохраняет старые информация, которую вы можете позже искать связывая свойства хранимых данных. база данных реализует ориентированное на данные взаимодействие. Он управляет будущим информацию, позволяя вам фильтровать по свойствам входящих данных. Ориентация на данные делает базу данных незаменимой для больших систем хранения. Ориентация на данные делает базу данных фундаментальной технологией для интеграции больших программных систем.

База данных автоматически обнаруживает и соединяет публикующие и подписывающие приложения. Для добавления новой интеллектуальной машины в сеть никаких изменений конфигурации не требуется. Шина данных соответствует и обеспечивает QoS. База данных изолирует приложения от выполнения или даже существования других приложений. Пока соблюдаются его спецификации данных, приложение может успешно работать.

Шина данных также не требует серверов. Он использует протокол для обнаружения возможных подключений. Весь поток данных является одноранговым для минимально возможной задержки. И, поскольку нет серверов, которые могли бы засорить или выйти из строя, основная инфраструктура является масштабируемой и надежной.

Для масштабирования, как в наших примерах выше, мы должны объединить иерархические подсистемы; это важно для тумана. Для этого требуется компонент, изолирующий интерфейсы подсистем, «узел маршрутизации тумана». Обратите внимание, что это концептуальный термин. Это не обязательно, и часто не реализуется как аппаратное устройство. Обычно это реализуется как служба или работающее приложение. Эта служба может работать где угодно:на самом устройстве, в отдельном ящике или в системе более высокого уровня. Его функция состоит в том, чтобы «обернуть рамку» подсистему, таким образом скрывая сложность. Таким образом, подсистема экспортирует только необходимые данные, разрешает только контролируемый доступ и даже представляет один домен безопасности (сертификат). Кроме того, поскольку шина данных естественным образом поддерживает избыточность, дизайн сервиса позволяет высоконадежным системам просто запускать множество параллельных узлов маршрутизации.

Иерархические системы требуют хранения внутренних данных подсистемы. Узел маршрутизации тумана сопоставляет модели данных между уровнями, управляет экспортом информации, обеспечивает быстрое внутреннее обнаружение и сопоставляет области безопасности. Таким образом, внешний интерфейс представляет собой гораздо более простой вид, который скрывает внутреннюю систему.

RTI имеет огромный опыт работы с этой конструкцией, с более чем 1000 проектами. К ним относятся быстрые контуры обратной связи 3 кГц для робототехники, огромная система SCADA для управления запуском NASA KSC, состоящая из 300 тыс. Точек, крупнейшие оффшорные турбинные фермы Siemens Wind Power, плотина Гранд-Кули, линейки продуктов для компьютерной томографии и мониторинга пациентов GE Healthcare, почти все корабли ВМС США. и его союзников, машины непрерывного действия для добычи полезных ископаемых Joy Global, множество беспилотных дронов и наземных станций, среда тестирования аппаратного обеспечения Audi в режиме реального времени и постоянно растущий список конструкций автономных автомобилей и грузовиков.

Ключевые преимущества базы данных:

• Надежность :Простое резервирование и отсутствие отказавших серверов обеспечивают чрезвычайно надежную работу. Шина данных DDS поддерживает системы, которые не могут оставаться в автономном режиме даже на короткий период, будь то 5 минут или 5 миллисекунд.
• В реальном времени :Одноранговая доставка по шине данных легко поддерживает задержки, измеряемые миллисекундами и даже десятками микросекунд.
• Масштаб интерфейса :Крупные программные проекты с более чем 10 взаимодействующими модулями должны тщательно определять, координировать и развивать интерфейсы. Технологии, ориентированные на данные, переносят эту ответственность с ручных процессов на автоматическую принудительную инфраструктуру. RTI имеет опыт работы с системами с более чем 1500 командами программистов, создающими тысячи взаимодействующих приложений.
• Масштаб данных :Когда системы становятся большими, они должны контролировать поток данных. Отправлять все в каждое приложение просто непрактично. База данных позволяет фильтровать по содержимому, скорости и т. Д. Таким образом, приложения получают только то, что им действительно нужно. Это значительно снижает нагрузку как на сеть, так и на процессор. Это критически важно для любой системы с более чем 1000 независимо адресуемыми элементами данных.
• Архитектура :Ориентация на данные нелегко «добавить» в систему. Вместо этого он принят в качестве основного дизайна. Таким образом, преобразование имеет смысл только для проектов IIoT следующего поколения. Жизненный цикл большинства системных проектов составляет много лет.

Любая система, отвечающая большинству этих требований, должна серьезно рассмотреть проект, ориентированный на данные.

БЕСПЛАТНАЯ электронная книга:Ведущие приложения и архитектура для промышленного Интернета вещей

Туманное будущее

Подобно калифорнийскому туману, облако в нужном месте творит чудеса. Технология шины данных обеспечивает гибкие вычисления, доставляя данные туда, где требуется надежность. Он поддерживает создание надежных масштабируемых систем в реальном времени. Конечно, коммуникация - лишь одна из необходимых функций развивающейся туманной архитектуры. Но он ключевой и относительно зрелый. Таким образом, это движет многими проектами.

Промышленный Интернет вещей изменит практически все отрасли, включая транспорт, медицину, энергетику, нефть и газ, сельское хозяйство и другие. Это будет основная движущая тенденция в технологиях на следующие несколько десятилетий, технологическая история нашей жизни. Вычисления тумана переместят мощную обработку, доступную в настоящее время только в облаке, на поля. Прогноз действительно туманный.