Муравьи строят дома, выращивают потомство, кормят, хранят пищу и защищают свою королеву, но ни один муравей не может осознавать цели колонии.
Когда те же принципы применяются к технологии IoT, становится возможным создавать невероятно сложные и способные сетевые системы.
Отдельные устройства не должны быть дорогими, и им не нужно выполнять каждую задачу. Вместо этого каждое устройство предоставляет свои возможности коллективу, и, как предполагает название этой статьи, результат намного выше, чем сумма его частей.
Сила Роя легко понятна из природы, которая полна примеров относительно простых существ, причем каждый из них выполняет свою ограниченную роль, достигая замечательных вещей.
• Термиты строят массивные структуры, достигающие десятков футов в высоту, в которых внутренняя температура точно регулируется, несмотря на широкие внешние изменения, часто превышающие 40 ° C.
• Муравьиные колонии имеют очень эффективные стратегии обработки, в которых движение каждого муравья является почти случайным, но общее движение коллектива создает алгоритмы поиска, которые, по мнению некоторых исследователей, более эффективны, чем те, которые используются в Картах Google. При этом отдельные муравьи сотрудничают в массовом масштабе, например, соединяются вместе, чтобы использовать свои тела для создания моста между соседними растениями, позволяя коллегам пересечь пропасть.
• Пчелы координируют деятельность различных классов, каждый из которых имеет свои ограниченные обязанности в экосистеме, способной производить более 60 фунтов меда из одного улья каждый год.
В каждом из этих случаев ни один из отдельных членов коллектива не знает общих целей колонии. Вместо этого они индивидуально выполняют относительно небольшие и простые роли, и только когда рассматриваются в совокупности, общее поведение колонии становится ясным. Действительно, во многих случаях колонию можно рассматривать практически как самостоятельный организм.
Простой способ визуализации этого состоит в том, чтобы рассмотреть общий образ, заданный большим количеством птиц или рыбы, которое часто может казаться совершенно самостоятельным существом, мало или совсем не похожим на характеристики или движения каждой особи в частности. Для развития этих методологий понадобилось несколько миллионов лет, но теперь они появляются вокруг нас.
Принципы, лежащие в основе деятельности этих коллективов в природе, также пронизывают наше мышление вокруг Интернета Вещей. Основополагающая концепция мышления IoT заключается в том, что сумма знаний, встроенных в тысячи относительно простых устройств и датчиков, если эффективно обмениваться между узлами и приложениями, позволяет развивать экосистемные услуги, получая преимущества выше и выше тех, которые предоставляются отдельными датчиками, устройствами замкнутых систем, построенных вокруг них.
Концепции промежуточного программного обеспечения, посреднических данных и ориентированных на обслуживание архитектур хорошо зарекомендовали себя в IoT-мышлении при рассмотрении корпоративных приложений и интерфейса к основным устройствам, которые их поддерживают. Это мышление, однако, аккуратно избегает проблем «реального мира», возникающих, где интерфейсы и протоколы часто являются фиксированными и проприетарными, унаследованные системы чрезвычайно разнообразны с точки зрения семантики данных, оперативной методологии и временных ограничений, а будущая функциональность неизвестна и часто не учитывается.
Даже сегодняшние наилучшие периферийные устройства действительно удовлетворяют только потребности агрегации и фильтрации данных внутри самого устройства - по существу, выступая в качестве точек концентрации для кросс-интеллекта - все, что находится ниже шлюза в архитектуре, считается не включенным IoT, все, что находится выше шлюза, чистые данные в соответствии с бизнес-логикой в шлюзе. Это приводит к развертыванию устройств, которые предназначены для отдельного приложения, и которые затем демонстрируют многие из ограничений, которые должен был превзойти IoT - например, ограниченные возможности расширения, как с точки зрения возможностей обработки, так и с периферийными интерфейсами.
Рой-Интеллект - это понятие о том, что периферийное устройство не обязательно должно быть одним физическим устройством, с неявными ограничениями на интерфейсы, ресурсы и расширение, но вместо этого может быть множество дискретных физических устройств, каждое из которых вносит свои интерфейсы и возможности обработки в коллективный, а также общий интеллект, рассеянный в коллективе, который затем можно рассматривать в архитектурном и функциональном плане как единое целое.
Этот подход имеет несколько отличительных преимуществ, которые можно резюмировать следующим образом:
Service model - модель обслуживания, онтологический движок и язык непрерывных запросов
Wireless cable replacement - Беспроводная замена кабеля
Addition of future interfaces & resources - Добавление будущих интерфейсов и ресурсов
Redundancy – Избыточность
Managed device infrastructure - Управляемая инфраструктура устройств
Каждая из этих характеристик напрямую связана с уменьшением общей стоимости владения SWARM по сравнению с другими текущими решениями.
Обычные периферийные устройства, как правило, либо относительно ограничены в своей программируемости, обеспечивая, например, простую поддержку сценариев, либо требуют детального пользовательского программирования, включая высокий уровень знакомства с устройством и его базовой структурой аппаратного и программного обеспечения. Устройства Роя поддерживают как скриптовое, так и детальное программирование, но значительно сокращают время и риски, связанные с разработкой бизнес-логики, предоставляя полностью перепрограммируемые сервисы в сочетании с механизмом онтологии, который позволяет этим службам транслировать свои возможности в Рой. Пользовательское программирование в значительной степени выполняет привязку доверенных служб и пользовательских модулей, а также позволяет расширять доступные сервисы и модули для включения как в локальный Рой, так и для развертывания в других Роях.
Генерирование локальной бизнес-аналитики еще более упрощается за счет создания внутреннего механизма непрерывных запросов, позволяющего пользователям фильтровать и пополнять базовые данные, проходящие через Рой, путем вызовов с использованием всеобъемлющего языка запросов высокого уровня, который включает в себя концепции как времени, так и числа Связанных операций.
Такое сочетание функций значительно сокращает время и риск, связанные с разработкой и внедрением бизнес-логики, аналитики или другого пользовательского программирования, в свою очередь, сокращая общее время до получения доходов для систем на базе Роя.
Одной из очевидных областей, в которых развертывание Роя может напрямую снизить затраты, является интеграция удаленных датчиков. В традиционной архитектуре, где «край» представляет собой одно физическое устройство в одном месте, могут возникнуть значительные затраты при установке необходимых элементов на «краю», особенно в средах, где это обязательно предполагает копание траншей и/или развертывание бронированных или специальных кабелей.
При использовании системы на основе Роя физическое устройство расположено как можно ближе к датчикам и устройствам, к которым он подключается, требуя подключения только к сети, чтобы объединить и сделать свои локальные данные доступными для Роя. Только эта характеристика может снизить затраты на установку системы на основе Роя на десятки тысяч долларов по сравнению с традиционной архитектурой.
В традиционных периферийных устройствах перед установкой необходимо определить характеристики устройства. Необходимо сделать выбор в отношении количества и типа физических интерфейсов, которые должны быть предоставлены, пропускной способности процессора, объема оперативной памяти, постоянного хранения и т.д. Часто это приводит к использованию более дорогостоящих устройств, чем это необходимо из-за подхода «На всякий случай», если вдруг в будущем будут необходимы дополнительные функциональные возможности. После исправления этих параметров и развертывания устройства любые изменения, требующие добавления к указанным ресурсам, в лучшем случае означают модификацию установленного устройства и обычно, его полную замену устройством более высокого порядка. Этот процесс требует затрат не только на физическую замену устройства и связанную переустановку, но также и на риски, связанные с переносом пользовательских приложений на новую платформу, а также на стоимость повторного тестирования и ввода в эксплуатацию нового устройства.
Рой не страдает от этой проблемы.
Если требуется новый интерфейс лучше тех, которые были первоначально предоставлены, то второе физическое устройство просто добавляется в Рой. Его ресурсы сразу становятся общедоступными, не затрагивая ни один из существующих интерфейсов, или приложения, построенные на них. По прошествии времени и появления новых классов устройств, требующих новых стандартов интерфейса, они встраиваются в новые устройства, которые постепенно дополняют возможности Роя.
Эта характеристика Роя означает, что развернутые устройства могут быть рассчитаны по известным требованиям в момент развертывания, будущие неизвестные требования могут быть устранены без риска для инвестиций, сделанных к этому моменту времени. На самом деле устройство Роя само масштабируемое, что позволяет комбинировать чрезвычайно разнообразные и сложные интерфейсы.
Возможность гибко добавлять интерфейсы и ресурсы в Рой, каждый из которых отображается через служебные интерфейсы, а также определяется и передается в рамках механизма онтологии, означает, что настроить стратегии для присоединения бизнес-логики к нескольким интерфейсам просто. Это распространяется на использование каналов связи для восходящих линий связи с предприятием, построение и добавление возможностей маршрутизации, встроенных в каждое устройство Роя. Резервирование необходимо добавлять только к тем интерфейсам, которые требуют этого, что значительно снижает стоимость и сложность реализации этой возможности по сравнению с системами, требующими дублирования всех данных.
Каждое устройство в Рое поддерживает локальную конфигурацию и управление, но, что более важно, также поддерживает удаленное управление, что значительно сокращает количество поездок на место установленной системы.
Система управления предоставляет информацию о состоянии подключенных устройств и позволяет загружать пользовательские программы как отдельным, так и группам устройств. Пользовательские программы развертываются в защищенных контейнерах в пограничных устройствах, без использования программы пользователя, которая может негативно повлиять на службы, интерфейсы или программы, запущенные за пределами своего контейнера. Это означает, что если пользователь загрузит программу, содержащую ошибки, в то время как сама программа может потерпеть крах, пограничное устройство остается работоспособным, позволяя пользователю удаленно восстанавливать ситуацию.
В дополнение к этой возможности по требованию, устройства Роя также включают в себя возможность автоматически связаться с центральным сервером, чтобы получить первоначальную конфигурацию и пользовательские модули при первоначальном включении питания. Неконфигурированное устройство Роя нужно только физически подключить, а затем включить, чтобы привести его в действие. Это снижает затраты двумя способами. Во-первых, это уменьшает количество операционных запчастей, необходимых организации для поддержки системы.
Вместо того, чтобы сохранять запасные части для каждого типа физического устройства и конфигурации кода, используемого в поле, организация может просто сохранить на полке несколько устройств Роя и заменить их на месте без какого-либо процесса предварительной настройки. Во-вторых, он позволяет проводить обработку процесса установки. Блоки могут устанавливаться электриками, без необходимости локальной настройки, загрузки приложений и т.д.
Интернет Вещей (IoT) отличается от традиционных архитектур M2M тем, что он обеспечивает совместимость и совместное использование данных и ресурсов в основе вещей. При этом он предлагает преимущества, широко распространенные в других местах, в результате предоставления новых услуг, избежания дублирования и открытие новых зависимостей.
Архитектурно IoT видит пограничный шлюз как жизненно важный компонент, обеспечивающий интерфейс и преобразование данных устаревших устройств, а также репозиторий для пользовательской бизнес-логики, фильтрацию и дополнение данных на основе активов. Поэтому любопытно, что конструкции для шлюзовых устройств по-прежнему основаны на концепциях прошлого, отдельных устройств, обеспечивающих фиксированный набор интерфейсов и возможностей, которые не являются масштабируемыми или требованиям завтрашнего дня.
Рой-Интелект предоставляет альтернативу этому, предоставляя концепцию устройства, которое само по себе состоит из нескольких физически отдельных устройств, каждое из которых действует согласованно, чтобы обеспечить общую функциональность. При этом он предлагает массивную масштабируемость, способность легко интегрировать будущие, пока неопределенные, интерфейсы и устройства, в том числе возможность легко размещать избыточные конфигурации там, где это необходимо. Это может значительно снизить затраты на разработку и развертывание приложений, установку, ввод в эксплуатацию и техническое обслуживание.
Нет единой отрасли, которая наиболее подходит для промышленных технологий и приложений IoT. Технология IoT может трансформировать и совершенствовать практически любой процесс, от производства до управления парковками. В любом месте, где эти данные могут быть собраны, данные могут использоваться для принятия более эффективных бизнес-решений. Вот лишь несколько из множества способов, с помощью которых технология IoT может быть использована для улучшения процессов и принятия решений на предприятиях.
Промышленный IoT - это тесная интеграция промышленного и цифрового мира. Объединяя индустриальную инфраструктуру с передовыми вычислениями, аналитикой, не дорогостоящими опциями и новыми возможностями подключения к Интернету, промышленный IoT уже снижает затраты, повышая эффективность, производительность труда и прибыль.
И это только начало.
2008-2024 © Conel. Все права защищены.