Armonización de cargas útiles de dispositivos específicos con Eclipse Vorto

Alexander Edelmann

你好 ("Hola" en chino), vivo en Singapur y trabajo como ingeniero de software para Robert Bosch desde 2006. Me apasiona el IoT y creo en los estándares abiertos que determinan la interacción exitosa entre dispositivos en varias plataformas de IoT . Es por eso que contribuyo activamente al proyecto Eclipse IoT Vorto, que tiene como objetivo proporcionar herramientas basadas en la nube para describir de manera uniforme los dispositivos de IoT e integrarlos en varias plataformas de IoT basadas en estándares abiertos de IoT. Aparte de mi lado geek de IoT, disfruto de la cocina asiática que me permite practicar mis habilidades con los palillos. También puedes encontrarme en la cancha jugando algunas pelotas de tenis con mis amigos.

En un entorno técnico sin un estándar global, los fabricantes de dispositivos de IoT, integradores y proveedores de plataformas enfrentan dificultades para mantenerse al día con las cantidades masivas de diferentes formatos de carga útil, API y protocolos patentados.

El proyecto de código abierto Eclipse Vorto aborda este problema al proporcionar editores basados ​​en la nube para abstraer las cargas útiles de dispositivos específicos del proveedor como bloques de funciones de Vorto reutilizables. A continuación, se agregan para describir un dispositivo completo en forma de modelo de información de Vorto. Los modelos de información y los bloques de funciones están escritos en vortolang , una gramática simple para definir interfaces entre un dispositivo físico y su homólogo gemelo digital . Las soluciones de IoT se comunican con dispositivos físicos solo a través de estos bloques de funciones abstractos y su esquema de datos relacionados. De esta manera, las soluciones de IoT se desacoplan de la gran cantidad de formatos de datos de dispositivos, API y codificaciones diferentes. Pero, ¿cómo convertir los datos del dispositivo en estas interfaces abstractas de bloques de funciones? Simple:con las denominadas especificaciones de mapeo Vorto, que contienen todas las instrucciones necesarias para armonizar las cargas útiles específicas del dispositivo.

Normalización de la carga útil en general

La normalización de datos se puede manejar en diferentes nodos del sistema, según los requisitos del caso de uso de IoT. Esta separación permite a las entidades mantener un control total sobre dónde transforman sus datos patentados en datos normalizados.

1. Normalización en un nodo de dispositivo
   En este escenario, el dispositivo IoT es un dispositivo inteligente que proporciona servicios adicionales utilizando los sensores integrados. Un ejemplo es un horno inteligente de Bosch que proporciona análisis integrado sobre datos normalizados; datos que podrían agregarse en un lago de datos en la nube.
2. Normalización en un nodo de puerta de enlace
   Una puerta de enlace que conecta varios sensores o dispositivos mediante varios controladores de protocolo (BLE, GPIO, etc.) armoniza los datos del dispositivo para proporcionar la funcionalidad de la puerta de enlace, como funciones de análisis u otras funciones específicas de la empresa.
3. Normalización en un nodo de plataforma de IoT
   Al igual que en un nodo de puerta de enlace, una plataforma de IoT en la nube normaliza los datos entrantes del dispositivo de telemetría de varios adaptadores de protocolo (MQTT, CoAP, etc.) para proporcionar servicios de valor agregado a las soluciones de IoT en dirección norte. Algunos ejemplos son la gestión de dispositivos o las funciones de análisis de datos.
4. Normalización en un nodo de aplicación

A veces, un dispositivo simplemente no es capaz de realizar un mapeo de carga útil. Pero también hay otros factores que pueden influir. Piense en las limitaciones que conlleva el envío de datos al back-end a través de una conexión móvil. A menudo, desea mantener al mínimo la cantidad de datos que está transmitiendo. El problema es que después del mapeo, la carga útil del dispositivo está más hinchada debido a la normalización y conversión de datos binarios e información similar. Por lo tanto, para ahorrar ancho de banda, puede tener más sentido realizar el mapeo de la carga útil en un nodo del sistema diferente; en la plataforma, por ejemplo.

Cuando no se realiza el mapeo de la carga útil en el dispositivo, se necesita una entidad diferente que pueda ejecutar este paso. Debe utilizar un motor de mapeo, que permite transformar las cargas útiles en un intermediario, como una puerta de enlace, la plataforma o directamente en la aplicación.

Fuente:Eclipse Vorto La normalización de datos se puede manejar en un nodo de dispositivo (1), en un nodo de puerta de enlace (2), en un nodo de plataforma IoT (3) o en un nodo de aplicación (4).

Tim Grossmann

Como estudiante de informática alemana, he asumido asignaciones en 3 departamentos diferentes en Bosch durante el último año y medio. Estoy particularmente interesado en las tecnologías Open Source y EduTech. Creo que el IoT y la automatización tienen un enorme potencial para cambiar y mejorar la forma en que las personas viven, trabajan y disfrutan de la vida. Un aprendiz y desarrollador apasionado, siempre estoy dispuesto a aprender nuevas habilidades y herramientas. Además de mi trabajo habitual, he creado y ahora mantengo el robot de automatización de código abierto gratuito más grande del mundo para Instagram. En mi tiempo libre, disfruto escalar con amigos y viajar a países extranjeros.

Cómo aborda Eclipse Vorto la normalización

Eclipse Vorto ofrece una biblioteca en tiempo de ejecución que se puede configurar a través de un modelo de información de Vorto para el dispositivo. Incluye una especificación de mapeo que enriquece el modelo de información con reglas de conversión de carga útil específicas del dispositivo. En la práctica, la biblioteca en tiempo de ejecución toma la carga útil del dispositivo como entrada y luego genera la carga útil convertida y normalizada, aplicando la especificación de mapeo.

La especificación de mapeo se administra y controla la versión en el Repositorio de Vorto, junto con el Modelo de Información para el dispositivo. Esto hace posible reutilizar la especificación de mapeo para otros casos de uso, independientemente de si la normalización tiene lugar en el dispositivo, la puerta de enlace, la plataforma o el nodo de la aplicación. La biblioteca de mapeo actualmente es compatible con la plataforma Java y Node.js. Obtenga más información sobre la biblioteca Vorto Payload Mapping.

Ejemplo:normalización de datos de la industria con Eclipse Vorto

Para aclarar los conceptos descritos anteriormente, veremos un ejemplo específico de cómo se utilizan el modelo de información de Vorto y las asignaciones.

En nuestro caso, enviamos datos CSV desde un motor síncrono de imán permanente (PMSM) a un conector Eclipse Hono MQTT.

El middleware de normalización de carga útil de Vorto consume los datos de Eclipse Hono, los canaliza a través del motor de mapeo de carga útil de Vorto y expone los datos normalizados del dispositivo como un tema de AMQP. Cualquier suscriptor de AMQP 1.0 ahora puede recuperar datos armonizados del dispositivo y procesarlos independientemente del dispositivo conectado utilizando una solución de gemelo digital como Bosch IoT Things.

En nuestro ejemplo, usamos Eclipse Ditto, un servicio de gemelo digital de código abierto, que recibe los datos normalizados de Eclipse Vorto y los almacena. El Tablero de Vorto luego solicita los datos de la API de gemelo digital Eclipse Ditto y procesa los datos de manera agradable utilizando widgets de IU predefinidos que cumplen con Eclipse Vorto.

Fuente:Eclipse Vorto La configuración conceptual completa de nuestra canalización de mapeo de carga útil de dispositivos.

Si desea ver cómo funciona todo el proceso de mapeo de diferentes cargas útiles de dispositivos con el motor de mapeo de Vorto, no dude en dirigirse a la demostración del tablero de Vorto.

Este artículo solo ofrece una breve introducción a las asignaciones de carga útil. Si desea pasar por todo el proceso de configuración de esta canalización para sus propios casos de uso, puede utilizar nuestro tutorial detallado para hacerlo. Explicará cómo mapear las cargas útiles de su dispositivo personalizado paso a paso.