Η επιλογή της σωστής πύλης IoT μπορεί να είναι μια μπερδεμένη και τρομακτική εργασία για τους ιδιοκτήτες και τους κατασκευαστές εγκαταστάσεων. Η σωστή πύλη θα επιτρέψει στους κατασκευαστές να αξιοποιήσουν τις δυνατότητες του IoT και άλλων εφαρμογών του κλάδου 4.{1}} στις διαδικασίες τους.
Ως εκ τούτου, αυτό το άρθρο εξετάζει τα δέκα βασικά βήματα που εμπλέκονται στην επιλογή της σωστής πύλης για τις βιομηχανικές σας ανάγκες.
10 βασικά ζητήματα για την επιλογή μιας βιομηχανικής πύλης IoT
1.Ποιος είναι ο στόχος της πύλης;
Η πρώτη φάση της υλοποίησης μιας πύλης IoT περιλαμβάνει την αξιολόγηση των βασικών στόχων και χαρακτηριστικών που απαιτούνται για την πύλη. Αυτό θα πρέπει να είναι ο πρωταρχικός οδηγός για τη διαδικασία επιλογής.
Ας εξετάσουμε δύο παραδείγματα για να επεξηγήσουμε αυτήν την έννοια.
Ένας ιδιοκτήτης εργοστασίου μπορεί να θέλει να προγραμματίσει προληπτική συντήρηση σε μηχανήματα στο πάτωμα του εργοστασίου για να αποτρέψει τις βλάβες του μηχανήματος και τις δαπανηρές επισκευές. Για να επιτευχθεί αυτό, πρέπει να εγκατασταθούν αισθητήρες στο μηχάνημα για τη μέτρηση της γενικής απόδοσης. Η πύλη που επιλέγεται σε αυτήν την περίπτωση πρέπει να μπορεί να συλλέγει αυτά τα δεδομένα με ασφάλεια και να έχει ενσωματωμένες ειδοποιήσεις για να ειδοποιεί τον ιδιοκτήτη της εγκατάστασης εάν ένα μηχάνημα υπερθερμαίνεται ή πρόκειται να βγει εκτός σύνδεσης.
Στη συνέχεια, η πύλη θα μεταδώσει τα δεδομένα απόδοσης σε μια μονάδα αναλυτικής επεξεργασίας στο cloud. Η μονάδα επεξεργασίας αναλυτικών στοιχείων θα αξιολογεί τις τάσεις στην απόδοση με την πάροδο του χρόνου σε όλα τα μηχανήματα και θα μπορεί να δει ποια μηχανήματα αντιμετωπίζουν προβλήματα απόδοσης. Ως αποτέλεσμα, ο ιδιοκτήτης της εγκατάστασης μπορεί να προγραμματίσει προληπτική συντήρηση σε μηχανήματα που αντιμετωπίζουν προβλήματα απόδοσης όταν χρειάζεται.
Σε ένα άλλο σενάριο, ένας αγρότης μπορεί να θέλει να αυξήσει τις αποδόσεις των καλλιεργειών του και να αυτοματοποιήσει την άρδευση στο αγρόκτημά του. Σε αυτή την περίπτωση, ο αγρότης πρέπει να εγκαταστήσει πολλαπλούς αισθητήρες στο αγρόκτημά του για τη μέτρηση περιβαλλοντικών παραγόντων όπως η υγρασία του εδάφους, το φως, η θερμοκρασία και η υγρασία. Το επιλεγμένο μοντέλο πύλης πρέπει να μπορεί να συλλέγει δεδομένα από τους αισθητήρες, να φιλτράρει τα δεδομένα και να στέλνει μόνο τα απαραίτητα δεδομένα στο σύστημα άρδευσης για αυτοματοποίηση. Επιπλέον, η πύλη πρέπει να μεταδίδει όλα τα δεδομένα σε μια μονάδα αναλυτικής επεξεργασίας στο cloud. Στη συνέχεια, η μονάδα επεξεργασίας αναλυτικών στοιχείων θα αξιολογήσει τις τάσεις και ο αγρότης μπορεί να δει ποιοι παράγοντες επηρεάζουν τις αποδόσεις των καλλιεργειών του και να καθορίσει τα απαραίτητα διορθωτικά μέτρα.
Όπως είναι σαφές από το παραπάνω παράδειγμα, η ιδανική πύλη θα ποικίλλει ανάλογα με τον τελικό στόχο και την επιθυμητή λειτουργικότητα.
2.Πόσα δεδομένα χρειάζεται να συλλέξει η πύλη από τους αισθητήρες;
Ορισμένα σενάρια μπορεί να περιλαμβάνουν την ανάπτυξη εκατοντάδων αισθητήρων, ενώ σε άλλες περιπτώσεις μπορεί να υπάρχουν περισσότεροι από 10,000 αισθητήρες σε μία τοποθεσία, καθένας από τους οποίους αποκτά μια σειρά 30 μετρήσεων ανά δευτερόλεπτο. Η ανάλυση του όγκου των απαιτούμενων δεδομένων είναι το επόμενο σημαντικό βήμα στη διαδικασία επιλογής πύλης.
Επιπλέον, ανάλογα με τον όγκο των δεδομένων που απαιτούνται, οι κατασκευαστές μπορούν να επιλέξουν να εγκαταστήσουν πολλές πύλες, επομένως αυτός είναι ένας άλλος βασικός παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη.
3.Τα δεδομένα που συλλέγονται από αισθητήρες πρέπει να φιλτράρονται;
Τα δεδομένα από τους αισθητήρες μπορούν να συλλεχθούν και στη συνέχεια να σταλούν απευθείας σε μια μονάδα αναλυτικής επεξεργασίας στο cloud. Ωστόσο, σε πολλά έργα IoT, δεν απαιτούνται όλα τα δεδομένα από αισθητήρες ή η πύλη ενδέχεται να χρειαστεί να εκτελέσει ορισμένες λειτουργίες προεπεξεργασίας στα δεδομένα που λαμβάνονται από τους αισθητήρες πριν σταλούν στη μονάδα επεξεργασίας αναλυτικών στοιχείων.
Ως αποτέλεσμα, ένας κατασκευαστής μπορεί να χρειαστεί να αγοράσει μια πύλη για να φιλτράρει εκτενώς τα δεδομένα από τους αισθητήρες και να εκτελέσει περισσότερες από μία λειτουργίες προεπεξεργασίας στα δεδομένα.
Μια πύλη που είναι ικανή να εκτελεί αυτές τις προηγμένες λειτουργίες προεπεξεργασίας και φιλτραρίσματος αναφέρεται ως πύλη με δυνατότητα ανάλυσης ακμών.
4.Πού είναι εγκατεστημένη η πύλη;
Η πύλη μπορεί να χρειαστεί να εγκατασταθεί σε μονάδα HVAC ή σε μεγάλο υψόμετρο, επομένως πρέπει να είναι ανθεκτική και να μπορεί να λειτουργεί σε ακραίες συνθήκες.
Ορισμένα μοντέλα πύλης έχουν σχεδιαστεί για να λειτουργούν σε σκληρές συνθήκες με εύρος θερμοκρασίας από -30 βαθμούς C έως 70 βαθμούς C, εύρος υψομέτρου από 15 m έως 5000 m και επιτρέπουν συνθήκες υψηλών κραδασμών και κραδασμών. Οι ιδιοκτήτες εγκαταστάσεων πρέπει να βεβαιωθούν ότι επιλέγουν τη σωστή πύλη για το περιβάλλον λειτουργίας τους.
5.Ποιες επιλογές συνδεσιμότητας, πρωτόκολλα και διεπαφές προσφέρει η πύλη;
Πολλές πλατφόρμες IoT χρησιμοποιούν επιλογές συνδεσιμότητας εγγύτητας, όπως Bluetooth και Ethernet, καθώς και Wi-Fi και ασύρματο LAN για ανάγκες συνδεσιμότητας μεγαλύτερης εμβέλειας. Όλο και περισσότεροι κατασκευαστές και ιδιοκτήτες εργοστασίων επιλέγουν να χρησιμοποιούν τα smartphone τους για να παρακολουθούν εξ αποστάσεως τις λειτουργίες του εργοστασίου τους. Το μοντέλο πύλης IoT προσφέρεται για ένα ευρύτερο φάσμα επιλογών συνδεσιμότητας, όπως το GSM/GPRS και το LTE-M.
Δεν είναι όλες οι πύλες IoT ίσες από αυτή την άποψη, και γενικά, όσο φθηνότερη είναι η πύλη, τόσο λιγότερες επιλογές συνδεσιμότητας προσφέρει, κάτι που είναι σημαντικός παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη.
Οι πύλες πρέπει να υποστηρίζουν τυπικά πρωτόκολλα όπως TCP/IP και HTTP, καθώς και Modbus, MQTT και OPC UA. Επιπλέον, πολλαπλές σειριακές διεπαφές, διεπαφές LAN και θύρες USB θα πρέπει να χαρακτηρίζουν τις πύλες που χρησιμοποιούνται σε βιομηχανικά περιβάλλοντα.
6.Πόσα δεδομένα μπορεί να αποθηκεύσει μια πύλη;
Οι βιομηχανικές πύλες που αναπτύσσονται στα εργοστάσια συνήθως συλλέγουν πολλαπλές μετρήσεις αισθητήρων ανά δευτερόλεπτο. Ωστόσο, ενδέχεται να προκύψουν καταστάσεις όπως αποτυχίες δικτύου, επομένως η πύλη πρέπει να αποθηκεύσει αυτά τα δεδομένα ενώ επιδιορθώνεται το πρόβλημα του δικτύου.
Τα περισσότερα μοντέλα πυλών στην αγορά σήμερα έχουν δυνατότητες αποθήκευσης, αλλά οι πύλες που είναι εγκατεστημένες σε τυπικά βιομηχανικά περιβάλλοντα πρέπει να μπορούν να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες δεδομένων και για μεγαλύτερες χρονικές περιόδους. Επομένως, συνιστάται να επενδύσετε σε μια πύλη που επιτρέπει εκτεταμένη αποθήκευση και πρόσθετες υποδοχές micro-SD, έτσι ώστε η πύλη να μπορεί να αποθηκεύσει τουλάχιστον 20 GB δεδομένων.
7.Η πύλη διαθέτει ενσωματωμένα χαρακτηριστικά και επιλογές ασφαλείας;
Η προστασία της πύλης είναι κρίσιμη για τις ανάγκες ασφαλείας ολόκληρης της πλατφόρμας IoT. Ενώ οι περισσότερες σύγχρονες πύλες διαθέτουν ενσωματωμένες επιλογές ασφαλείας, αξίζει να ελέγξετε τα πρότυπα κρυπτογράφησης που χρησιμοποιούνται από την πύλη, εάν η πύλη προσφέρει μια διαδικασία ελέγχου ταυτότητας και εάν η πύλη μπορεί να ανιχνεύσει παραβιάσεις.
8.Είναι πιστοποιημένη η πύλη;
Τα μοντέλα πύλης θα πρέπει να είναι πιστοποιημένα από FCC/CE/IC για την τυπική συμμόρφωση που απαιτείται για τα ηλεκτρονικά. Υπάρχουν επίσης πρόσθετες πιστοποιήσεις όπως Mobile PTCRB/GCF και πιστοποιήσεις ασφάλειας που αξίζει να αναφερθούν.
9. Υπάρχει ανάγκη ενσωμάτωσης οποιουδήποτε υπάρχοντος εξοπλισμού, μηχανήματος και παλαιού τύπου συσκευών σε μια πλατφόρμα IoT;
Πολλά εργοστάσια και κατασκευαστές έχουν συχνά παλαιότερο εξοπλισμό και μηχανήματα με μεγάλη διάρκεια ζωής. Η αναβάθμιση αυτών των συσκευών για απευθείας σύνδεση στο cloud συχνά δεν είναι οικονομικά εφικτή ή εφικτή. Σε αυτές τις περιπτώσεις, η επιλεγμένη πύλη θα πρέπει να υποστηρίζει τον υπάρχοντα εξοπλισμό και να μπορεί να συνδεθεί με παλαιού τύπου συσκευές για να διασφαλίσει ότι όλα τα δεδομένα από την εγκατάσταση είναι ενσωματωμένα.
10. Απαιτεί ο ιδιοκτήτης ή ο κατασκευαστής της εγκατάστασης πρόσθετες επιλογές προσαρμογής;
Οι κατασκευαστές ενδέχεται να απαιτούν πρόσθετες επιλογές προσαρμογής, όπως επιλογές εξοικονόμησης ενέργειας και υποστήριξη LTE. Επομένως, είναι σημαντικό να γνωρίζετε τυχόν πρόσθετες προσαρμογές και διαμορφώσεις και να αναζητήσετε μοντέλα που μπορούν να φιλοξενήσουν αυτές τις προσαρμογές.
Σύναψη
Οι πύλες IoT έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην επιτυχή ανάπτυξη λύσεων IoT. Ένα μεγάλο ποσοστό των έργων IoT αντιμετωπίζει προβλήματα εφαρμογής και επεκτασιμότητας λόγω κακής επιλογής πύλης.
Ως εκ τούτου, συνιστάται στους κατασκευαστές και στους ιδιοκτήτες εργοστασίων να αξιολογούν προσεκτικά τα κριτήρια επιλογής για να τους βοηθήσουν να επιλέξουν τη σωστή πύλη που μπορεί να χειριστεί, να επεξεργαστεί και να μεταδώσει τα βιομηχανικά δεδομένα τους σε πραγματικό χρόνο για να συμβάλει στη λήψη κρίσιμων αποφάσεων.