Ten artykuł zawiera omówienie architektury, cech i składników pętli procesów oraz zarządzania nimi.
Architektura
Pobierz plik programu Visio z tą architekturą.
Pętla zarządzania i monitorowania IoT jest systemem nadzoru, który zapewnia, że system działa w ramach progów operacyjnych. Wiele urządzeń w systemie musi działać zgodnie, aby osiągnąć i pozostać w dopuszczalnym zakresie żądanego stanu. Pętla zarządzania i monitorowania obserwuje i koreluje trendy sygnałów telemetrycznych na gorąco z wielu urządzeń w celu oddzielenia bieżącego stanu. Logika łączy te trendy z ciepłą historią szeregów czasowych i sygnałami systemu przedsiębiorstwa w celu obliczenia nowych szczegółowych informacji. Następnie pętla monitorowania i zarządzania wypycha szczegółowe informacje za pośrednictwem aparatu reguł w celu generowania poleceń siłownika lub tworzenia alarmów w razie potrzeby.
Właściwości
Pętle monitorowania i zarządzania mają następujące cechy:
- Może być zdalne lub zbliżone do fizycznych urządzeń IoT. Lokale, które są z natury zdalne, takie jak rurociągi naftowe i gazowe, transformatory energetyczne, inteligentne dzwonki, niebezpieczne środowiska i trackery zasobów nie mogą pomieścić tej infrastruktury. W tych środowiskach można monitorować pętle i zarządzać nimi z urządzeń zdalnych, takich jak chmury publiczne lub prywatne. W branżach przetwarzania, takich jak rafinacji ropy naftowej i produkcji chemicznej, można monitorować pętle zarządzania i zarządzać nimi bliżej urządzeń. Dyskretna produkcja może również wdrażać te pętle lokalnie, ponieważ przestoje sieci mogą być kosztowne.
- Zależy od opartych na urządzeniach pętli miar i kontroli na potrzeby podstawowych procesów monitorowania i zarządzania.
- Może być zintegrowana z innymi systemami przedsiębiorstwa, takimi jak planowanie zasobów przedsiębiorstwa (ERP), zarządzanie relacjami z klientami (CRM), zarządzanie cyklem życia produktu (PLM) i systemy pomocy technicznej w celu tworzenia kontekstowych operacji. Monitorowanie pętli i zarządzanie nimi nie zależy od tych systemów do działania.
- Korzystaj ze strumieni telemetrii czujników i współtworzyj ostatni znany stan urządzenia, gorącą pamięć podręczną szeregów czasowych, historię ciepłych szeregów czasowych i agregowane zestawienia.
- Wygeneruj polecenia nadzorcze z powrotem do urządzeń w celu uzyskania warunków, które należy poprawić.
- Obliczanie stanów urządzeń zależnych i dostarczanie źródeł zdarzeń dla systemów zewnętrznych.
- Integracja głównie z urządzeniami i systemami przedsiębiorstwa za pośrednictwem protokołów sieciowych HTTP, MQTT i AMQP.
- Może mieć czasy cyklu kilku sekund w zależności od scenariusza IoT. Wariancja opóźnienia pakietów sieciowych lub zakłócenia mogą wystąpić w przypadku używania protokołów sieciowych bez uwzględniania czasu, takich jak MQTT, HTTP i AMQP.
Składniki
Pętle monitorowania i zarządzania obejmują następujące składniki:
- Brokerzy komunikatów przetwarzają dane telemetryczne i wysyłają polecenia do urządzeń.
- Rejestr urządzeń lub system rejestrowania i pojedynczej prawdy dla wszystkich urządzeń IoT przechowuje metadane dotyczące urządzeń i relacji między urządzeniami. Procesor strumienia telemetrii używa informacji rejestru do zrozumienia struktury komunikatów telemetrii i analizowania i wykonywania logiki przetwarzania strumienia. Broker komunikatów używa rejestru do weryfikowania żądań połączenia urządzenia i podejmowania decyzji dotyczących routingu komunikatów. Logika obsługi zdarzeń używa metadanych jednostki, aby zapewnić zgodność danych wejściowych, wyjściowych i logiki przetwarzania z relacjami i interakcjami jednostki strukturalnej i semantycznej.
- Procesor strumienia telemetrii (TSP) odbiera dane telemetryczne urządzenia, deduuje poszczególne urządzenia i stan zestawu urządzeń oraz wykrywa błędy i odchylenia od żądanego stanu. TSP wysyła warunki błędów i zagregowane lub nieprzetworzone punkty danych do odpowiednich procedur obsługi zdarzeń oraz do gorącego i ciepłego magazynu w celu dalszego przetwarzania i rejestrowania.
- Historia gorących szeregów czasowych to szybki magazyn w pamięci lub zdalnej pamięci podręcznej, który zapewnia ostatnie znane metryki urządzeń i zestaw punktów danych do wykrywania trendów niemal w czasie rzeczywistym.
- Ciepła historia szeregów czasowych przechowuje kilka tygodni punktów danych, aby ułatwić korelowanie trendów niemal w czasie rzeczywistym z długoterminowymi trendami i poczucie potencjalnych odchyleń od żądanego stanu. Monitorowanie pętli i zarządzanie nimi może również używać indeksowanego magazynu do wstępnego przetwarzania trendów.
- Obliczenia zdarzeń oblicza zdarzenia umożliwiające podejmowanie działań przez połączenie zdarzeń procesora strumienia, ostatnich znanych stanów urządzeń, trendów niemal w czasie rzeczywistym z historii gorących szeregów czasowych i ciepłej historii szeregów czasowych w razie potrzeby.
- Aparat reguł korzysta z zdarzeń biznesowych i obsługuje je, dostosowując żądane stany urządzeń za pomocą odpowiednich poleceń. Aparat reguł może również publikować zdarzenia i alarmy w konsoli monitorowania.
- Konsola monitorowania zapewnia wizualne wyświetlanie i interwencję człowieka w razie potrzeby.
Szczegóły scenariusza
Pętla monitorowania internetu rzeczy (IoT) i zarządzania jest systemem nadzoru, który stale monitoruje system fizyczny kontrolowany przez zestaw sieciowych urządzeń IoT. Pętla monitorowania i zarządzania zapewnia, że system znajduje się w dopuszczalnym zakresie żądanego punktu ustawiania stanu i wysyła polecenia do sterowania systemem.
Potencjalne przypadki użycia
To rozwiązanie jest idealne dla branży energetycznej, środowiska, produkcji, edukacji, obiektów i nieruchomości. Oto przykładowe scenariusze monitorowania pętli i zarządzania nimi:
- Inteligentne odzyskiwanie pamięci: przekierowuj ciężarówkę do trasy, która ma największe zapotrzebowanie na odzyskiwanie pamięci.
- Inteligentny kampus: Wystawiaj alert ewakuacji kampusu po wykryciu pożaru w wielu budynkach.
- Dystrybucja energii: Proaktywnie wyłącza zasilanie wielu bloków miejskich w oparciu o prognozę wysokiego wiatru i deszczu.
- Monitorowanie rurociągów gazowych: Zamknij elektrownię pompowania gazu po wykrywaniu spadków ciśnienia w wielu segmentach w zdalnym rurociągu.
- Inteligentne mierniki: Monitoruj zużycie energii i połącz je z prognozami pogodowymi, aby automatycznie podnieść punkt termostatów domowych w ramach programu, aby dać rabaty dla oszczędnych konsumentów energii.
- Farma wiatrowa: Po zauważyć spadek współczynnika energii w farmie wiatrowej, zaplanować kontrolę podejrzanych turbin wiatrowych.
- Branże procesowe: Monitorowanie i kontrolowanie procesu pękania ropy naftowej w rafinerii ropy naftowej. Monitorowanie i kontrolowanie farby i masowej produkcji chemicznej.
- Dyskretna produkcja: Monitorowanie i kontrolowanie inspekcji widżetu i komórki pakowania.
Współautorzy
Ten artykuł jest obsługiwany przez firmę Microsoft. Został pierwotnie napisany przez następujących współautorów.
Główny autor:
- Hanu Kommalapati | Główny inżynier oprogramowania
Aby wyświetlić niepublice profile serwisu LinkedIn, zaloguj się do serwisu LinkedIn.