Eine IIoT-Sensor-zu-Cloud-Gateway-Lösung

Einer der Hauptanwendungsfälle für das IIoT ( Industrial Internet of Things) soll Sensordaten sammeln und diese an eine Unternehmens-Cloud liefern, um eine verbesserte Echtzeit-Sichtbarkeit von entfernten Betriebssystemen zu ermöglichen. Dies ist sehr wichtig für Anwendungen wie Öl und Gas, Produktionsüberwachung von Produktionsanlagen, Patientenüberwachung im Gesundheitswesen und Überwachung von Umspannwerken. Mit Fortschritten in der Netzwerkinfrastruktur und dem Versprechen von WAN-Verbindungen (Wide Area Network) mit höherer Bandbreite, der Möglichkeit, Sensorrohdaten über das WAN in eine Back-End-Unternehmens-Cloud zu übertragen, in der Datenverarbeitungs- und vorausschauende Wartungslösungen implementiert und überwacht werden können. Die Aktivierung dieser Art von Architektur bietet Unternehmen große Flexibilität, um auf sich ändernde Bedingungen für ihre bereitgestellten Systeme zu reagieren und darauf zu reagieren.

Beim Erreichen dieses Architekturniveaus treten einige Probleme auf. Das Hauptproblem, das sich stellt, ist die schiere Datenmenge, die vom bereitgestellten System zurück an das Unternehmen gesendet werden muss. Es ist nicht möglich, einzelne Netzwerkpakete von jedem Sensor zuzulassen. Darüber hinaus ist die Datenmenge jedes Sensors konstant, unabhängig davon, ob er auf Unternehmensseite tatsächlich zur Auswertung benötigt wird. Angesichts des folgenden Diagramms löst diese Architektur keines der Probleme, die heute bestehen, um Daten von den Sensoren an das Unternehmen zu übertragen. Im WAN werden Engpässe auftreten, da die Anzahl der zu verarbeitenden Datenpakete groß ist und konsistent sein muss. Sobald WAN-Traffic-Bursts auftreten, wird es für das Unternehmen immer schwieriger und unvorhersehbarer, Daten zur Verarbeitung zu sammeln.

Um heute eine praktikable Lösung für die Rückführung von Sensordaten in das Unternehmen zu ermöglichen, müssen zwei wichtige Datenverarbeitungselemente eingerichtet werden. Zuerst muss die Anzahl der Netzwerkpakete reduziert werden . Zweitens muss im Datenpfad eine gewisse Intelligenz vorhanden sein, die es der Unternehmensseite ermöglicht, anzugeben, auf welche Daten sie zugreifen möchte damit nicht relevante Daten nicht gesendet werden. Außerdem muss diese Fähigkeit veränderbar sein, da sich ändernde Bedingungen der Unternehmensseite ermöglichen müssen, den Datensatz anzupassen, auf den sie zugreifen möchte.

RTI bietet eine Bridging-Funktion namens Routing Service genau für solche Anwendungen. Routing Service ist eine logische Bridging-Lösung, die es Administratoren ermöglicht, themenbasierte Routen zu konfigurieren, die Daten von Herausgebern auf der Eingabeseite sammeln und Daten an alle Abonnenten auf der Ausgabeseite senden. Und da Routing Service auf DDS basiert, ermöglicht er die individuelle Einstellung der Quality of Service (QoS) auf beiden Seiten einer Topic Route.

Eine QoS, die im Routing-Dienst eingestellt werden kann, ist das Batching von Daten . Diese Fähigkeit bietet die Möglichkeit, kleine Datenmengen zu größeren Netzwerkpaketen zu bündeln oder zusammenzuführen, um eine effizientere Datenübertragung über das WAN zu ermöglichen. Das Batching verfügt über Konfigurationssteuerelemente, die die Größe des Datenpakets und die Zeit zwischen ausgehenden Paketen begrenzen. Dies gibt dem Benutzer die vollständige Kontrolle über die Bandbreiten- und Latenzprofile der Sensordaten. Das Endergebnis ist eine konfigurierbare Bandbreitenformungslösung, die die Anzahl der über das WAN gesendeten Pakete drastisch um den Faktor 10x reduziert oder mehr.

Die zweite Funktion des Routing-Dienstes ermöglicht die Aktivierung der Empfangsseite einer Themenroute, um einen Datenfilter auszudrücken das würde einschränken, welche Daten tatsächlich über die Brücke gesendet werden. Wenn die Sensoren auf dem bereitgestellten System beispielsweise Temperatursensoren waren und die Empfangsseite an Temperaturwerten "> 100 Grad F" interessiert war, dann könnte der Ausdruck dieser Filter auf der Empfangsseite der Brücke konfiguriert werden und der Routing-Dienst wird sich ausbreiten die auf die ursprüngliche Sendeseite der Daten filtern. Daher werden die Daten auf der ursprünglichen Schreiberseite gefiltert und begrenzt somit die Anzahl der Datenpakete, die über das WAN gesendet werden müssen. Diese Filterfunktion ist in DDS integriert und somit ermöglicht der Routing Service die Verwendung über jede vorhandene Themenroute hinweg.

Das folgende Diagramm zeigt, wo der Routing Service in einer solchen Architektur verwendet würde.

Diese Lösung bietet eine sehr hohe Architektur mit einzigartigen Vorteilen, um das Problem der Rückführung von Sensordaten in die Cloud zu lösen, ohne dass Rohdaten am bereitgestellten Standort verarbeitet werden müssen. Bitte kontaktieren Sie uns per E-Mail, um weitere Informationen zu den DDS- und Routing-Service-Funktionen von RTI Connext anzufordern und diese Produkte zu verwenden, um Ihre spezifischen Anforderungen und Herausforderungen zu erfüllen.

Zusätzliches Lesen – Verwenden von Connext DDS in Anwendungen:

• Überwachung von Umspannwerken>> Energiesystemanwendungen:Sichere, hochzuverlässige und hochleistungsfähige skalierbare Infrastruktur
• Öl und Gas>> RTI und das industrielle Internet für Öl und Gas
• Überwachung und Automatisierung der Produktion von Produktionsanlagen>> Fertigungsabläufe und -systeme automatisieren:Schnellere, zuverlässigere Fabrikautomatisierung mit Connext DDS
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