Simplificación del desarrollo de IoT con Eclipse IoT

Kai Hudalla

Kai Hudalla ha estado trabajando en Bosch en soluciones para Internet de las cosas en dominios de aplicaciones como hogar inteligente, gestión de energía, movilidad eléctrica y automoción mucho antes de que el término alcanzara su popularidad y ubicuidad recientes. Es un comprometido activo en varios proyectos de Eclipse IoT, uno de los cuales es el proyecto Eclipse Hono, cuyo objetivo es proporcionar una plataforma de integración para conectar millones de dispositivos a la nube. Kai es un orador habitual en conferencias y disfruta cocinar y jugar al golf cuando las condiciones climáticas lo permiten.

Conectar dispositivos a aplicaciones de IoT, administrar gemelos digitales y manejar procesos de actualización de software son tres capacidades clave que varios proveedores abordan en sus ofertas de servicios de IoT patentados. En nuestra opinión, también existe una necesidad real de proporcionar estas funcionalidades en un contexto de código abierto.

Esto se basa en el simple hecho de que las empresas no quieren depender exclusivamente de un único proveedor ni depender de plataformas propietarias de terceros. Es más, es posible que quieran hacer uso de los servicios en la nube de IoT dentro de su propia infraestructura. En ese sentido, aprovechar los proyectos de código abierto para las soluciones de IoT es la mejor manera de hacerlo.

Al echar un vistazo a los proyectos de Eclipse IoT, está claro que ya cubren la conectividad de dispositivos, los gemelos digitales y las implementaciones de software desde una perspectiva técnica. Pero estos proyectos existen de forma independiente entre sí, e integrarlos supone un gran esfuerzo por parte de los usuarios. La barrera de entrada es relativamente alta.

Estamos creando un paquete de IoT coherente y preintegrado para aliviar este problema, al unir Eclipse Hono, Eclipse Ditto y Eclipse hawkBit. Gracias a su formato preconfigurado, los desarrolladores ya no necesitan preocuparse por integrar los diferentes proyectos de código abierto. Esto reduce la barrera de entrada y facilita el aprovechamiento de estos proyectos de Eclipse IoT para soluciones de IoT, lo que permite a los usuarios comenzar más rápidamente y abordar mejor los requisitos de escenarios comunes de IoT.

Un paquete de IoT integrado

El objetivo es crear un paquete de IoT basado en la nube basado en Eclipse Hono, Eclipse Ditto y Eclipse hawkBit que se pueda implementar y usar fácilmente en entornos basados ​​en Kubernetes.

Eclipse Hono:un servicio para interactuar con dispositivos conectados

Eclipse Hono proporciona interfaces de servicio remoto para conectar una gran cantidad de dispositivos IoT a un back-end e interactuar con ellos de manera uniforme, independientemente del protocolo de comunicación del dispositivo. Admite dispositivos que se comunican a través de protocolos comunes de IoT como HTTP, MQTT y AMQP listos para usar. También proporciona API para patrones de comunicación importantes de IoT:los dispositivos pueden utilizar telemetría y mensajes de eventos para informar las lecturas de los sensores; las aplicaciones pueden usar comando y control para activar operaciones en dispositivos.

Thomas Jäckle

Thomas Jäckle es desarrollador de software y ha estado trabajando en 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 responsable y líder 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.

Eclipse Ditto:Manejo de gemelos digitales

Eclipse Ditto es donde se juntan los dispositivos de IoT y sus gemelos digitales. Este marco le permite gestionar el estado de los gemelos digitales. Al proporcionar una funcionalidad de búsqueda en metadatos y datos de estado, Eclipse Ditto también le permite organizar su conjunto de gemelos digitales, construyendo un puente entre los dispositivos IoT del mundo real a través de sus representaciones y aplicaciones digitales. Al hacerlo, aprovecha varios protocolos como AMQP 1.0, AMQP 0.9.1, MQTT, Apache Kafka o HTTP / WebSockets.

Eclipse hawkBit:administración y control de actualizaciones de software

Eclipse hawkBit es un marco de back-end independiente del dominio para implementar actualizaciones de software en dispositivos periféricos menos potentes, así como controladores y puertas de enlace de mayor rendimiento conectados a la infraestructura de red basada en IP. Esto le permite mantener el firmware, el software y las aplicaciones de sus dispositivos actualizados y seguros, mientras abre nuevas fuentes de ingresos, como la monetización de las extensiones de funciones.

La arquitectura de alto nivel del paquete de IoT preintegrado que consta de Eclipse Hono, Eclipse Ditto y Eclipse hawkBit.

Arquitectura de alto nivel del paquete de IoT

Jeroen Laverman

Jeroen Laverman trabaja con Bosch desde 2015. Comenzó en el campo de la abstracción y la semántica de dispositivos y pasó al ámbito de las actualizaciones de software. En 2018, se convirtió en propietario de producto de Bosch IoT Rollouts y líder del proyecto Eclipse hawkBit. Jeroen tiene una licenciatura en ingeniería informática de la Universidad Hochschule Furtwangen y una maestría en ciencias de la información de la Escuela de Negocios de la Universidad de Pforzheim.

Eclipse Hono incluye un conjunto de adaptadores de protocolo que permiten que los dispositivos se conecten a Hono utilizando protocolos de comunicación populares como MQTT, HTTP, AMQP y CoAP. Los dispositivos pueden cargar datos de telemetría y eventos que se reenvían a aplicaciones conectadas a las API basadas en AMQP 1.0 con destino norte de Hono. Las aplicaciones pueden usar estas API para enviar comandos a dispositivos conectados y recibir respuestas. El paquete también incluirá un registro de dispositivos listo para producción para administrar las identidades y credenciales de los dispositivos. Empleará enMasse para proporcionar enrutamiento escalable e intermediación de mensajes entre dispositivos y aplicaciones.

Eclipse Ditto utiliza la API en dirección norte de Eclipse Hono, procesa mensajes y eventos de telemetría y envía comandos a los dispositivos conectados. Por lo tanto, proporciona una capa de abstracción, que representa los dispositivos como gemelos digitales. Los gemelos reflejan el último estado conocido de los dispositivos según lo informado a través de mensajes de telemetría Eclipse Hono. Los comandos destinados a los dispositivos conectados también pueden invocarse dirigiéndose a la API del gemelo digital correspondiente. Las aplicaciones de IoT pueden interactuar directamente con los dispositivos conectados a través de la integración de Eclipse Hono o pueden consultar el último estado informado a través de su API gemela. Además, las aplicaciones pueden ser notificadas sobre cambios, utilizando un protocolo de su elección entre los protocolos AMQP 1.0, AMQP 0.9.1, MQTT, Apache Kafka o HTTP.

Eclipse hawkBit entra en juego cuando se va a actualizar el firmware o el software de los dispositivos o cuando se van a implementar las aplicaciones. Las aplicaciones de IoT pueden interactuar con Eclipse hawkBit utilizando su API de administración RESTful. Eclipse hawkBit hará uso de Eclipse Ditto como su inventario de dispositivos. Los usuarios pueden filtrar y agrupar sus dispositivos según las propiedades y el estado almacenado allí. Esto facilita un proceso de actualización estructurado, un inicio en cascada para los grupos de implementación y, además, un apagado de emergencia en caso de que se excedan los umbrales de error.

¿Quién está trabajando en este paquete de IoT?

Red Hat y Bosch ya están utilizando y contribuyendo a Eclipse Hono y tienen un interés común en mejorar la experiencia de los desarrolladores al utilizar la tecnología Eclipse IoT. Estamos impulsando activamente el desarrollo de este paquete de pila en la nube y damos la bienvenida a cualquier parte interesada a unirse a nosotros en la realización de este proyecto. Entonces, si está interesado en ejecutar Hono, Ditto y hawkBit en su propia infraestructura y está dispuesto a ayudarnos, comuníquese con nosotros por correo electrónico o GitHub.

El paquete de nube de IoT basado en Eclipse Hono, Eclipse Ditto y Eclipse hawkBit se desarrollará en el contexto del proyecto Eclipse IoT Packages. Este proyecto se trata de combinar e integrar proyectos de Eclipse IoT existentes entre sí. El proyecto Eclipse IoT Packages proporcionará instrucciones de implementación y scripts para implementar paquetes de proyectos Eclipse IoT en plataformas basadas en Kubernetes utilizando gráficos Helm.