Eclipse Ditto 1.0:Un marco para los constructores de gemelos digitales

Thomas Jäckle

Thomas Jäckle es desarrollador de software y trabaja con Bosch desde 2010. Desde 2015 ocupa el puesto de desarrollador líder de software del servicio en la nube Bosch IoT Things, y desde 2017 es Committer y Project Lead del proyecto Eclipse Ditto. Es un apasionado de la artesanía del software; el aprendizaje continuo impulsa su motivación. Thomas tiene una licenciatura en ciencias de la computación y una maestría en arquitectura de aplicaciones, ambas de la Universidad Hochschule Furtwangen en Alemania.

Un gemelo digital es la representación digital de una entidad o sistema del mundo real. Implementa el modelo de datos y procesos que representa un objeto físico para facilitar la interacción con el objeto físico en el mundo digital. Por ejemplo, un molino de viento puede tener una representación de gemelo digital que se utiliza para controlar el molino de viento y predecir los programas de mantenimiento. Gartner Group ha pronosticado que dos tercios de las empresas con implementaciones de IoT habrán implementado un gemelo digital en producción.

Un factor clave para los gemelos digitales es reducir la complejidad de las implementaciones de IoT. Una representación digital consistente del activo físico facilita el desarrollo de servicios como análisis de datos, simulación, realidad aumentada, mantenimiento de productos, etc.

Cuando comenzamos el proyecto Eclipse Ditto, nuestro objetivo era facilitar la creación de gemelos digitales. Queríamos crear un marco para proporcionar un formato interoperable coherente que permitiera que expertos en la materia desarrollaran gemelos digitales. Pensamos que si desarrollábamos un marco flexible que manejara la interacción de datos básicos entre el mundo físico y virtual, esto permitiría a los constructores de gemelos digitales enfocarse en el dominio del gemelo digital.

Eclipse Ditto:un marco para construir el puente entre los dispositivos y sus gemelos digitales.

Después de mucho descubrimiento de requisitos, codificación, pruebas y aportes de la comunidad, estamos encantados de presentar la versión 1.0 del proyecto Eclipse Ditto. Realmente creemos que Ditto ofrece un dispositivo como servicio para los constructores de gemelos digitales.

Eclipse Ditto - Dispositivo como servicio

Ditto es para los constructores de gemelos digitales que requieren una vista coherente en una variedad de dispositivos. En el núcleo de Ditto hay un modelo de datos, llamado "cosa", que proporciona la representación del dispositivo físico. Se puede acceder a Ditto Thing a través de una API que permite a los expertos del dominio de gemelos digitales interactuar con el dispositivo. Básicamente, esta API crea un dispositivo como servicio para la interacción con un gemelo digital. Los servicios de Ditto apoyan la interacción con el modelo de datos a través de las siguientes características:

• Persistencia y notificación de cambios en la información del dispositivo
• Busque en diferentes Ditto Things
• Transformación de la carga útil
• Políticas de autorización para restringir el acceso a ciertas partes de Ditto Things
• Canal en vivo que establece una interacción directa con los dispositivos conectados

Persistencia y notificaciones del dispositivo

Eclipse Ditto guardará los valores más recientes de un dispositivo en una base de datos. Esto permite a los gemelos digitales consultar el último valor informado de un dispositivo. Un gemelo digital también puede establecer que necesita ser notificado cuando cambia el valor. Según un cambio, los dispositivos también pueden recibir notificaciones si una aplicación desea cambiar algo en el dispositivo.

Buscar

Eclipse Ditto proporciona amplias capacidades de búsqueda en una gran cantidad de dispositivos. Las consultas de búsqueda pueden incluir generar una lista de todos los gemelos actuales o buscar gemelos por encima de un cierto umbral de datos, ej. dispositivos con una temperatura superior a 20 grados. Se admite la búsqueda contra los datos notificados. La búsqueda también es compatible para consultar la metainformación del dispositivo, p. Ej. enumere todos los gemelos que representan sensores de temperatura.

Por ejemplo, los servicios de búsqueda de Ditto podrían ser utilizados por una aplicación que desee crear un panel para mostrar los datos en tiempo real de una flota de dispositivos.

Transformaciones de carga útil

Eclipse Ditto es independiente del dispositivo y del dominio. Puede admitir dispositivos existentes que ya están implementados y dispositivos de nuevo diseño. La forma en que estos diferentes dispositivos formatean y transmiten los datos a menudo será diferente. Por lo tanto, Ditto permite el mapeo de diferentes datos de dispositivos en un modelo JSON ligero y consistente. Esto permite que Eclipse Ditto proporcione una interfaz coherente para un conjunto heterogéneo de dispositivos.

Autorización

Ditto puede restringir el acceso a las API en función de políticas de autorización predefinidas. Los servicios de autorización de Ditto protegen la privacidad y la integridad de los datos del dispositivo. Solo los clientes autorizados predefinidos tienen acceso de lectura / escritura a elementos individuales de una cosa Ditto. Los clientes se autentican en Ditto utilizando el estándar OAuth 2.0 y OpenID Connect.

Lo mismo ocurre como parte de una plataforma de IoT

Los servicios de Eclipse Ditto generalmente se implementan con algún tipo de plataforma de IoT. Ditto se ejecuta en la nube y depende de la conectividad a los dispositivos a través de diferentes tipos de servicios de conectividad, como Eclipse Hono, un broker MQTT, MS Azure IoT, etc.

Canal en vivo

Además del modo persistente, Ditto tiene un canal "en vivo" que permite que una aplicación se comunique directamente con un dispositivo. Al usar el canal en vivo, Ditto actúa como un enrutador que envía solicitudes a través de la capa de conectividad del dispositivo a los dispositivos reales. Este canal también se puede utilizar para invocar operaciones (como, por ejemplo, "encender la luz ahora") en el dispositivo y aceptar una respuesta de un dispositivo. Ditto live channel verifica las políticas de autorización de un dispositivo para garantizar que solo los clientes autorizados tengan acceso a la información del dispositivo.

Eclipse Ditto no integra dispositivos directamente. Su enfoque radica en proporcionar API para aplicaciones web, aplicaciones móviles u otros servicios de backend.

Ídem 1.0:listo para la producción

Como he mencionado, la versión 1.0 de Ditto ya está disponible. Este es un logro significativo para nuestro proyecto. Dentro de la comunidad de la Fundación Eclipse, una versión 1.0 significa una serie de cosas:1) nuestras API son estables, 2) la base del código está madura, 3) aplicaremos versiones semánticas para futuras versiones, 4) y todos nuestros problemas de IP están resueltos por la Fundación Eclipse.

También hemos trabajado muchísimo en la escalabilidad horizontal de Ditto 1.0. Al ejecutarse en un entorno de clúster, Ditto ahora puede escalar para admitir millones de cosas (gemelos). En este momento, Ditto está listo para su uso en producción.

Lo mismo ocurre con la comunidad y el ecosistema

Queremos que Ditto se convierta en un estándar de la industria para la creación de gemelos digitales. Por esta razón, Ditto es un proyecto de código abierto dentro del grupo de trabajo Eclipse IoT en la Fundación Eclipse. Creemos que la comunidad de código abierto es la mejor manera de crear una comunidad de proveedores neutrales.

Ditto ya está construyendo una comunidad saludable de adoptantes. Mi empresa, Bosch.IO (anteriormente Bosch Software Innovations), ofrece Ditto como servicio en Bosch IoT Suite. Empresas como Aloxy, Othermo y Kiwigrid están adoptando Ditto como parte de sus plataformas de IoT. Por ejemplo, Aloxy es una startup de IoT industrial que se especializa en monitorear valores industriales. Usan Eclipse Ditto para crear una API común que sus clientes pueden usar para consultar, informar e interactuar con los valores de Aloxy.

Únase a nosotros

Eclipse Ditto es un esfuerzo de la comunidad y me gustaría invitar a todos a participar. Hay una caja de arena de Ditto y un repositorio de ejemplos para desarrolladores que quieran comenzar a aprender sobre Ditto. Nuestro proyecto está alojado en github, por lo que las relaciones públicas y los problemas son bienvenidos. Si comienza a utilizar Ditto en su solución, háganoslo saber. Realmente queremos construir una comunidad de gemelos digitales alrededor de Ditto.