Internet věcí je v současné době jedním z nejvíce diskutovaných konceptů počítačového světa. Cloudové platformy IoT ale mohou z hlediska humbuku dokonce IoT předehnat. Ať už je to jakkoli, oba koncepty mají skutečné využití a mohou být pro vaši firmu důležité.
Co se dozvíte v článku
Využíváte už ve firmě autonomní agenty postavené na bázi umělé inteligence?
V tomto příspěvku si projdeme vše, co od cloudové platformy IoT potřebujete a jak si ji vybrat.
Zjednodušeně řečeno IoT představuje fyzické věci připojené k internetu. Tyto věci mohou mít senzory měřící různé parametry a zasílat svá data přes internet, obvykle zpět do vzdáleného serveru či zařízení typu „edge“ umístěného ve stejné lokalitě.
Internet věcí také může přijímat přes internet pokyny a reagovat podle nich. Nejužitečnější může být, když fyzické věci tvořící IoT dokážou jak zasílat naměřené hodnoty, tak přijímat pokyny.
Například „chytrý“ senzor vlhkosti půdy připojený k internetu by mohl pravidelně hlásit své odečty, a kdykoli by byla půda v daném místě příliš suchá, mohl by k internetu připojený zavlažovač vykonat svou práci. Jakmile by byla půda dostatečně vlhká, zavlažovač by se vypnul.
Senzory vlhkosti a zavlažovače mohou být připojené ke stejnému zařízení „edge computingu“ či k uzlu komunikujícímu s internetem nebo k jiným uzlům, protože na velké ploše bude pravděpodobně zapotřebí mnoha senzorů vlhkosti půdy, zatímco pro každou oblast může stačit jen jeden centralizovaný zavlažovací systém.
Vztah IoT a cloudu
V případě IoT se vzdálené koncové body často nacházejí spíše na cloudovém serveru než na jednom serveru v nějakém privátním datovém centru. Nasazení v cloudu sice není naprosto nezbytné, pokud třeba měříte vlhkost půdy na mnoha místech, ale může být velmi užitečné.
Předpokládejme, že senzory neměří jen vlhkost půdy, ale také její teplotu, teplotu vzduchu a vzdušnou vlhkost. Předpokládejme, že server přijímá data z tisíců senzorů a také získává předpovědi počasí.
Provoz takového zařízení v cloudu umožňuje ukládat veškerá tato data do cloudového úložiště a používat je k předpovědím s využitím strojového učení pro optimalizaci spotřeby vody. Takový model může být tak důmyslný a škálovatelný, jak si jen budete přát.
Provoz v cloudu může být navíc výhodný i finančně. Pokud zprávy od senzorů přicházejí každou hodinu, nemusí být server během zbývajícího času aktivní.
V cloudové konfiguraci „serverless“ způsobí příchozí data spuštění funkce pro ukládání dat a následně funkce uvolní své prostředky. Další funkce se zaktivuje se zpožděním a sloučí a zpracuje nová data a změní průtok vody zavlažovacího systému podle potřeby. Následně zase své prostředky uvolní.
Lokálně vs. vzdáleně
V našem příkladu zavlažovacího systému tedy bude systém stále dobře fungovat, i pokud bude doba odezvy ze strany cloudového serveru jedna hodina. Jiné systémy jsou však mnohem méně tolerantní ke zpoždění.
Jako příklad lze použít automobil, který řídí sám sebe: neustále sleduje silnici, identifikuje překážky a zjišťuje svou polohu. Může stále zasílat svá data do cloudu, ale nesmí záviset na vzdáleném serveru při používání brzd, plynu a řízení. To se musí zajistit lokálně.
Následuje jedna ze základních lekcí úvodu do řídicích systémů pro inženýry: zkraťte zpětnovazební smyčky, co nejvíce to je možné. Vzdálený dohled může měnit cíl cesty nebo trasu, ale automobil se sám musí postarat o všechny aktivity, které jsou časově citlivé.
Základní funkce
Cloudová platforma pro IoT musí monitorovat koncové body IoT a datové proudy událostí, analyzovat data v prostředí edge computingu a v cloudu a umožňovat vývoj a nasazení aplikací. Jsou to základní funkce potřebné pro prakticky jakoukoli implementaci IoT.
Pro analýzu cloudových dat a vývoj aplikací musejí mít platformy IoT přístup ke cloudovému úložišti. V případě průmyslových zařízení IoT a dopravních prostředků může být nutné ukládat opravdu velkémnožství dat, přestože je lze filtrovat či agregovat pro účely dlouhodobé analýzy.
Průmyslový IoT může také představovat výzvu z hlediska sítě a konverze protokolů. Staromódní průmyslové programovatelné řadiče totiž nebyly vytvořené pro Ethernet ani pro TCP/IP.
Další část skládačky představuje přenos dat ze zařízení na okraji do cloudové platformy. V případě využití v budovách můžete často použít kabelový Ethernet či Wi-Fi. Při využití v terénu, jako je například scénář zemědělství, se běžně využívá přenos dat přes celulární sítě a spíše tarify pro komunikaci mezi zařízeními (M2M, Machine to Machine) než tarify pro celulární telefony.
Zde mohou pomoci služby spravované konektivity IoT. Některé se většinou týkají správy karet SIM a souvisejících dat. Širší platformy pro konektivitu IoT se zabývají provozními systémy a agenty zařízení edge computingu.
Dejte si pozor, protože některé zralé služby M2M prostě jen přidaly „IoT“ ke svému jménu, aniž připojily jakékoli skutečné schopnosti související s IoT.
Video ke kávě
Máte čas na rychlé a informativní video?
Hlavní dodavatelé
Následující seznam sedmi dodavatelů popisuje IoT platformy, které stojí za přezkoumání. V žádném případě to ale není úplný seznam a ani výskyt v seznamu neznamená, že jim dáváme přednost.
Pokud jste investovali do průmyslových řídicích systémů nebo programovatelných logických řadičů (PLC), zvažte přezkoumání platforem pro průmyslový IoT (IIoT).
AWS IoT: Amazon nabízí rozsáhlý sortiment služeb pro IoT. Pro zařízení zvažujte FreeRTOS či IoT Greengrass. Pro konektivitu a řízení zvažte řešení IoT Core, IoT Device Defender a IoT Device Management.
Pro analýzy se poohlédněte po IoT Analytics, IoT SiteWise, IoT Events a IoT Things Graph. AWS také umožňuje vytvářet modely strojového učení v cloudu, zabalit je a nasadit je do zařízení.
Ayla Agile IoT Platform: Společnost Ayla navrhla svou platformu IoT tak, aby výrobcům zařízení umožňovala nejen vyvíjet inteligentní produkty, ale také služby IoT pro jejich koncové uživatele. Firma nabízí tři primární komponenty: vestavěné agenty, cloudové služby a aplikační knihovny.
Google Cloud IoT: Google Cloud nabízí pro IoT opravdu komplexní platformu. Obsahuje podporu a správu zařízení i brány přes IoT Core (včetně MQTT pro zpracování), Cloud Logging, Cloud Dataflow pro streamování a dávkové analýzy a Cloud Pub/Sub pro připojení a správu zpracování.
V oblasti ukládání dat a analýzy Google Cloud nabízí BigQuery pro datový sklad, Bigtable pro vysokou propustnost dat a Cloud ML Engine pro strojové učení a AI.
Chcete dostávat do mailu týdenní přehled článků z Computerworldu? Objednejte si náš mailový servis a žádná důležitá informace vám neuteče. Objednat si lze také newsletter To hlavní, páteční souhrn nejdůležitějších článků ze všech našich serverů. Newslettery si můžete objednat na této stránce.
IBM Cloud IoT: Společnost IBM má v nabídce tři základní produkty pro IoT: IBM Watson IoT Platform, IBM Maximo a IBM Tririga. První jmenovaná platforma umožňuje připojit zařízení IoT, sítě a brány, řízení rizika a zabezpečení, správu a integraci dat IoT, předpovědi v reálném čase a edge analýzy pro data uživatelů, počítačů a prostředí včetně možnosti použít strojové učení a kognitivní rozhraní API.
IBM Maximo Application Suite nabízí inteligentní správu vybavení, monitoring, prediktivní údržbu, počítačové vidění, zabezpečení a spolehlivost. A konečně IBM Tririga je řešení integrovaného systému správy.
Microsoft Azure IoT: Azure poskytuje hned osm služeb IoT – čtyři pro konektivitu či analytiku a čtyři pro podporu prostředí edge computingu a zařízení. Azure IoT Hub poskytuje cloudové řešení back-endu pro připojení téměř libovolného zařízení.
IoT Central zase představuje aplikační platformu IoT, která dokáže kombinovat poznatky o zařízeních s rozhodováním pomocí konektorů pro firemní aplikace a rozhraní API pro veřejnou rozšiřitelnost.
Time Series Insights pomáhá analyzovat, ukládat a spravovat nasbíraná data IoT. Azure Digital Twins zase umožňuje vytvářet digitální reprezentaci věcí, míst, firemních procesů a lidí z reálného světa.
Azure IoT Edge je plně spravovanou službou postavenou na Azure IoT Hubu. Umožňuje nasadit cloudové pracovní zátěže – včetně umělé inteligence, služeb Azure a služeb třetích stran nebo vaší vlastní firemní logiky – pro běh v edge zařízeních IoT prostřednictvím standardních kontejnerů.
Azure Sphere umožňuje bezpečně připojit zařízení s mikrořadičem počínaje křemíkem a konče cloudem. Windows 10 IoT Enterprise dovoluje používat Windows k vytváření aplikací IoT s konektivitou Azure.
Pište pro Computerworld
Máte dobré nápady, máte co říct? Chcete se podělit o své znalosti se čtenáři Computerworldu?
Je tu ideální příležitost. V redakci neustále hledáme externí autory, kteří rozšíří náš záběr. Nabízíme možnost publikací zajímavých článků nejen na webu, ale také v našem tištěném magazínu.
Pokud máte zájem, ozvěte se šéfredaktorovi na e-mail: radan.dolejs@iinfo.cz
A konečně Azure RTOS je sada pro vývoj vestavěných řešení, obsahující malý, ale výkonný operační systém, který poskytuje vysoký a spolehlivý výkon pro zařízení s mikrořadičem.
Oracle IoT Cloud Service: Oracle IoT Intelligent Applications Cloud nabízí viditelnost, poznatky a efektivitu pro chytrou výrobu, připojené vybavení, připojenou logistiku, bezpečnost na pracovišti a připojené aplikace zákaznické zkušenosti zachycováním dat ze senzorů v připojených zařízeních.
OSIsoft PI System: Tento systém nabízí pro průmyslový provoz správu dat od prostředí edge až po cloud. PI Core shromažďuje, ukládá, vylepšuje a dodává data senzorů a časově založená data z kritických operací pro lidi, platformy a aplikace ve vlastních infrastrukturách firem.
PI Edge rozšiřuje sběr dat na vzdálené lokality a vybavení se senzory, které se nachází vně vašeho řídicího systému vaší infrastruktury. PI Cloud rozšiřuje ukládání dat a nabízí širší přístup k datům s využitím služeb pro správu dat cloudových operací.
Aspekty platformy IoT
Namísto nepromyšlené volby atraktivně vypadající platformy cloudu pro IoT byste měli pokud možno nejprve identifikovat své vlastní požadavky a načrtnout si několik architektur pro monitorování, analýzy, kontrolu a aplikace, které by mohly být řešením.
Před volbou technologie je potřeba stanovit prvky návrhu pro uživatelskou zkušenost, data a firemní rozhodování.
Snažte se vyhnout návrhům pro konkrétní zařízení, operační systémy, brány, platformy edge, sítě, komunikační protokoly, cloudové platformy a konkrétní cloudy.
Místo toho nejprve vytvořte návrh obecným způsobem. Zjistěte, které funkce jsou pro vaši aplikaci nejdůležitější, a použijte tento seznam pro inspiraci při výběru platformy. Jinými slovy – je to proces.
Náklady na cloud pro potřeby internetu věcí je poměrně těžké předvídat a velmi snadno je lze podcenit. Součástí problému je, že cloudové ceny jsou ve své podstatě komplikované – často jediným způsobem, jak se dozvědět skutečné náklady na cloudovou aplikaci, je její provoz po dobu jednoho měsíce a následné zjištění údajů z faktury.
Součástí problému také je, že provozovatelé cloudové platformy pro IoT obecně nabízejí úvodní slevu. Pokud se však spoléháte i poté na zaváděcí ceny, může být pro vás nepříjemným překvapením jejich následný nárůst.
Navíc je snadné opominout náklady na ukládání dat a těžko se implementuje dlouhodobá strategie pro likvidaci starších nedůležitých dat.
Další obtížnou součástí procesu je vyhodnocení vlastních schopností. Máte odborné znalosti pro správu zařízení a senzorů? V oblasti komunikačních protokolů a sítí? V oblasti architektury, provozu a správy cloudových aplikací?
Budou vaši lidé schopni věnovat svůj čas vývoji vaší vlastní aplikace IoT, nebo mají další důležité průběžné odpovědnosti? Budete potřebovat další personál? Je vůbec možné sehnat personál s potřebnými dovednostmi?
Tyto aspekty budou inspirovat vaši volbu plně vybavené, či naopak holé cloudové platformy pro internet věcí. Někteří dodavatelé totiž nabízejí robustní, téměř kompletní platformy, které jsou snadno přizpůsobitelné potřebám vaší aplikace, jiní naopak dodávají pouze některé potřebné části, ale museli byste udělat hodně práce na integraci a přizpůsobení, ať už vlastními silami či za pomoci najatých specialistů.
Důležitost ověření konceptu pro vaše nasazení cloudu pro potřeby internetu věcí je naprosto zásadní. Stejně jako to platí pro jakýkoli jiný projekt zahrnující vývoj softwaru, musíte počítat s tím, že váš první pokus bude neúspěšný a budete se učit z vlastních chyb, abyste to příště udělali správně.
Na rozšiřování záběru byste tedy měli pomýšlet až teprve poté, co vaše ověření konceptu bude úspěšné.
Computerworld si můžete objednat i jako klasický časopis. Je jediným odborným měsíčníkem na českém a slovenském trhu zaměreným na profesionály v oblasti informačních a komunikačních technologií (ICT). Díky silnému zázemí přináší aktuální zpravodajství, analýzy, komentáře a přehledy nejnovejších technologií dříve a na vyšší odborné úrovni, než ostatní periodika na tuzemském trhu.
Obsah Computerworldu je určen odborníkům a manažerům z firem a institucí, kteří se podílejí na rozhodovacím procesu při nákupu ICT technologií. Jednotlivá čísla si můžete objednat i v digitální podobě.
PŘEDPLATNÉ
ČLÁNKY DO MAILU