Estructuras y transportes:elección de la mejor solución de conectividad IIoT

y el transporte es el hecho de que un marco incluye una capacidad para mantener y hacer cumplir un modelo de datos que utilizan las aplicaciones que participan en el marco. De los cuatro marcos mencionados, OPC-UA, OneM2M, DDS y Web Services, solo veremos los tres primeros. Los servicios web son un marco muy conocido con muchas referencias en línea que se pueden encontrar para la investigación, y por esa razón, no lo revisaremos en esta publicación. Para cada uno de los marcos seleccionados (OPC-UA, OneM2M y DDS), proporcionaremos una descripción general de los conceptos básicos de ese marco y también las preguntas clave que deben responderse para determinar si ese marco es la solución correcta para su aplicación IIoT distribuida.

OPC-UA

Echemos un vistazo a OPC-UA como nuestro primer marco. La Arquitectura Unificada de Comunicaciones de Plataforma Abierta (OPC-UA) se describe en el documento de IICF como, "Una arquitectura de comunicación industrial para la interoperabilidad semántica, segura, confiable, independiente y de alto rendimiento entre sensores, dispositivos de campo, controladores y aplicaciones en el a nivel de planta en tiempo real, así como entre la planta y la nube de TI empresarial ".

Al igual que MQTT, OPC-UA también es una arquitectura basada en intermediarios. Los clientes OPC-UA proporcionan objetos de datos al servidor y el servidor luego responde a las solicitudes de otros clientes OPC-UA. Por lo general, estos objetos de datos son objetos muy centrados en el dispositivo que son básicamente una colección de varias variables de entrada y salida del dispositivo. Un cliente puede construir un gráfico de los objetos deseados y el servidor mapeará todos sus objetos recopilados y presentará una respuesta coherente al cliente que lo solicita. La Figura 3 es un diagrama de arquitectura típico que muestra un gráfico de objetos existentes disponibles en un sistema dado.

Figura 3. Gráfico típico de objetos de datos de dispositivo en OPC-UA

La infraestructura OPC-UA se utiliza principalmente en entornos de fabricación y automatización industrial. Aquí hay cuatro preguntas que deben responderse para determinar si OPC-UA es la solución correcta para su aplicación:

Preguntas sobre OPC-UA

1. ¿Se dedica a la fabricación discreta?
2. ¿Está relacionado con el programa German Plattform Industrie 4.0?
3. ¿Está construyendo un dispositivo que será integrado por ingenieros o técnicos de control o de procesos, en lugar de ingenieros de software?
4. ¿Su producto se utilizará en diferentes aplicaciones en diferentes sistemas, en lugar de un (tipo de) sistema en el que usted controla la arquitectura?
5. ¿Está construyendo equipos para una "celda de trabajo"?

Si puede responder "sí" a tres de estas preguntas, entonces OPC-UA es la opción correcta para su aplicación.

OneM2M

El segundo marco mencionado por el documento de la CII es oneM2M. La descripción de un M2M del documento IICF es:"oneM2M proporciona una capa de servicio común que se encuentra entre las aplicaciones y el transporte de conectividad. Ofrece funciones que las aplicaciones de IoT en diferentes segmentos de la industria necesitan comúnmente. Esas funciones están expuestas a aplicaciones a través de API RESTful. OneM2M Los estándares comprenden una arquitectura de plataforma horizontal que se ajusta a un modelo de tres capas que comprende aplicaciones, servicios de middleware y redes. Los estándares de conectividad de OneM2M permiten que las aplicaciones alojadas en máquinas y dispositivos conectados, sistemas empresariales y dispositivos móviles se comuniquen entre sí de manera eficiente. , de manera segura. La plataforma horizontal oneM2M es escalable, ya que los elementos de servicio común se pueden implementar en hosts, en el borde próximo de la red o dentro de la nube empresarial ". Las principales aplicaciones que utilizan oneM2M en la actualidad son la automatización del hogar y aplicaciones a gran escala que aprovechan los sistemas móviles. Los servicios disponibles en la capa de servicios comunes son proporcionados por grandes empresas de telecomunicaciones. La Figura 4 muestra la arquitectura de las tres capas llamadas en oneM2M.

Figura 4. Arquitectura oneM2M

A continuación se encuentran las cinco preguntas específicas que debe responder para determinar si oneM2M es la opción correcta para su aplicación. Responder "sí" a 3 de estas preguntas indicaría que oneM2M es la opción correcta para usted.

Preguntas de OneM2M

1. ¿Sabes qué significa "TIC" y eres tú? (Tecnología de la información y las comunicaciones)
2. ¿Es la red celular su tecnología de conexión principal?
3. ¿Las aplicaciones de destino están compuestas en gran parte por piezas móviles?
4. ¿Pueden los componentes de su sistema tolerar conexiones intermitentes y latencias poco controladas?
5. ¿Su sistema aprovechará los servicios proporcionados por un proveedor de comunicaciones como una empresa de telecomunicaciones?

Servicio de distribución de datos (DDS)

El último marco que exploraremos es DDS. Debo admitir que, como autor de esta publicación y empleado de RTI, estoy predispuesto hacia DDS ya que he trabajado con él durante más de 14 años. De los cuatro marcos mencionados en el IIC IICF, DDS es el único que proporciona una arquitectura de publicación / suscripción de igual a igual. Con DDS, cada aplicación participa en un "bus de datos" que crea un espacio de datos global compartido. Esto significa que el bus de datos comprende un conjunto de temas de datos, cada uno definido con su modelo de datos único, que luego cualquier participante en el bus de datos puede descubrir. Una vez que una aplicación de pares declara su intención de publicar datos sobre un tema o suscribirse a datos sobre un tema, entonces, a través de un mecanismo de descubrimiento, DDS conectará a todos los editores apropiados con sus suscriptores. La Figura 5 es un diagrama de una arquitectura de bus de datos en capas que instancia tres buses de datos que se conectan a través de pasarelas ubicadas entre las capas horizontales.

Figura 5. Arquitectura de bus de datos en capas con DDS

Este diagrama de ejemplo se basa en una aplicación de monitorización de pacientes sanitarios que encontraría en un hospital. Sin embargo, este es solo un ejemplo de los muchos tipos de aplicaciones de autonomía en tiempo real donde se usa DDS en la actualidad. Otras áreas de aplicaciones incluyen redes inteligentes, petróleo y gas, vehículos de conducción autónoma, sistemas de transporte y defensa. Aquí están las cinco preguntas que debe hacerse acerca de su aplicación para ver si DDS es la opción correcta para usted.

Preguntas DDS

1. ¿Hay consecuencias graves si está desconectado durante unos minutos / seg / ms?
2. ¿Dijo "milisegundos" o "microsegundos" en las últimas dos semanas?
3. ¿Tiene más de 10 programadores?
4. ¿Tus datos tienen muchos destinos?
5. ¿Está creando un diseño IIoT de próxima generación?
   

Conclusión

Como mencioné antes, dado que trabajo para una empresa de DDS, soy parcial con la infraestructura de DDS y los problemas que resuelve para los sistemas autónomos en tiempo real. Dicho esto, espero que esta publicación le haya brindado algunas herramientas para determinar cuál es la solución adecuada para su proyecto de infraestructura distribuida siguiente o actual. Porque, en realidad, estos transportes y marcos son buenos para resolver problemas muy diferentes. La clave es averiguar dónde encajan los requisitos de su aplicación dentro del panorama de las soluciones disponibles. Las herramientas recomendadas aquí incluyen el Marco de conectividad industrial a Internet de la CII (IICF) y también la lista de preguntas clave para cada solución. Si falta algo, no dude en comunicarse conmigo en los comentarios. Me encantaría continuar con la discusión y conocer otras soluciones que puedan ayudar a los desarrolladores y arquitectos a resolver sus problemas de conectividad sin tener que volver a crear la rueda con una solución propietaria personalizada.

Recursos adicionales:

• El blog de RTI>> El documento de conectividad industrial a Internet evalúa los estándares básicos:DDS, OPC-UA, WebServices
• Seminario web gratuito bajo demanda:cómo el marco de conectividad de la CII guía la selección de la conectividad de IIoT
  
  

上一页  [1] [2] 

Conexión de las piezas:integración de un componente portátil compatible con FACE con un entorno de simulación HIMSS18:Mejorar la atención médica NO es un problema tecnológico