a tipikus IIoT rendszerek megkövetelik, hogy az adatokat több eszközön és több hálózaton keresztül osszák meg, a széltől a ködön át a felhőig. Ez kihívást jelent, mert a nyírási adatmennyiség – nem is beszélve a szigorú biztonsági követelményekről-könnyen eláraszthatja a hálózatot. Ezek a kihívások új módszereket igényelnek a megnövekedett adatmennyiség, a teljesítménykövetelmények, a biztonsági kockázatok és a biztonsági tanúsítványok kezelésére. Az egyik legfontosabb változás az adatbusz és annak egyedülálló képessége az IIoT adatáramlás kezelésére.
Databus Definition
a databus egy adatközpontú szoftver keretrendszer a valós idejű adatok terjesztésére és kezelésére az IIoT-ban. Lehetővé teszi, hogy az alkalmazások és eszközök egy integrált rendszerként működjenek együtt.
a databus egy erőteljes adatközpontú paradigmával egyszerűsíti az alkalmazás-és integrációs logikát. Az üzenetek cseréje helyett a szoftverkomponensek megosztott adatobjektumokon keresztül kommunikálnak. Az alkalmazások közvetlenül olvassák és írják ezeknek az objektumoknak az értékét, amelyeket minden résztvevő gyorsítótáraz.
az adatbusz legfontosabb jellemzői:
- a résztvevők / alkalmazások közvetlenül kapcsolódnak az adatokhoz
- az infrastruktúra megérti, ezért szelektíven szűrheti az adatokat
- az infrastruktúra szabályokat és garanciákat ír elő a szolgáltatás minőségének (QoS) paramétereire, például az adatáramlás sebességére, megbízhatóságára és biztonságára
.png)
különbség az adatbázis és az adatbázis között
az adatbázis mozgásban lévő adatokat szolgáltat, ahol az adatbázis nyugalmi adatokat szolgáltat.
egy adatbázis adatközpontú tárolást valósít meg. Ez menti a régi információkat, hogy később keresni kapcsolódó tulajdonságait a tárolt adatok.
egy adatbusz adatközpontú interakciót valósít meg. A jövőbeni információkat úgy kezeli, hogy lehetővé teszi a bejövő adatok tulajdonságainak szűrését. Az adatközpontúság ezekkel a tulajdonságokkal határozható meg:
- az interfész az adatok. Nincsenek mesterséges burkolók vagy blokkolók az interfészhez, például üzenetekhez, objektumokhoz, fájlokhoz vagy hozzáférési mintákhoz.
- az infrastruktúra megérti ezeket az adatokat. Ez lehetővé teszi a szűrést/keresést, az eszközöket és a szelektivitást. Elválasztja az alkalmazásokat az adatoktól, és ezáltal eltávolítja az alkalmazások összetettségének nagy részét.
- a rendszer kezeli az adatokat, és szabályokat ír elő az alkalmazások adatcseréjére vonatkozóan. Ez biztosítja az “igazság” fogalmát. Lehetővé teszi az adatok élettartamát, az adatmodellek illesztését, a CRUD interfészeket stb.
fontos megjegyezni, hogy az adatbusz nem csak egy adatbázis, amellyel pub-sub interfészen keresztül lép kapcsolatba. Nincs adatbázis. Az adatbázis magában foglalja a tárolást: az adatok fizikailag valahol vannak. Az adatbusz egy tisztán virtuális koncepciót valósít meg, amelyet “globális adattérnek” neveznek, és magában foglalja a mozgásban lévő adatokat.
miért kell adatbázist létrehozni?
mind az adatbázis, mind az adatbusz technológiák felváltják az alkalmazás-alkalmazás interakciót az alkalmazás-adat-alkalmazás interakcióval. Ez a változás abszolút kritikus. Szétválasztja az alkalmazásokat, és nagymértékben megkönnyíti a méretezést, az interoperabilitást és a rendszerintegrációt, ami kulcsfontosságú az IIoT rendszerek számára. A különbség valójában egy (valószínűleg központosított) adatbázisban tárolt régi adat, szemben az elosztott adatbázisból közvetlenül az alkalmazásoknak küldött jövőbeli adatokkal.
mi az a réteges adatbusz?
az Industrial Internet Consortium (IIC) Industrial Internet Reference Architecture (Iira) egy szabványokon alapuló építészeti iránymutatás a fejlesztők számára, amelyet közös keretrendszeren alapuló IIoT rendszerek tervezéséhez használnak. Az IIRA egy új építészeti mintát javasol az IIoT rendszerek számára, az úgynevezett “réteges adatbázis” mintát.
az IIoT rendszerekben egy közös architektúraminta jelenik meg, amely több adatbuszból áll, amelyeket a kommunikációs QoS és az adatmodellek igényei rétegeznek. Az adatbázisokat általában az intelligens gépek vagy a legalacsonyabb szintű alrendszerek szélén hajtják végre, például egy autóban, egy olajfúrótoronyban vagy egy kórházi szobában. Ezen felül lesz egy vagy több adatbázis, amely integrálja ezeket az intelligens gépeket vagy alrendszereket, megkönnyítve az adatkommunikációt a magasabb szintű Vezérlőközpont vagy háttérrendszer között és azokkal. A háttér vagy a Vezérlőközpont réteg lehet a rendszer legmagasabb rétegű adatbázisa, de ennél a három rétegnél több is lehet.
a tipikus IIoT rendszerek megkövetelik az adatok megosztását több ilyen hálózaton keresztül, a széltől a ködön át a felhőig. Például egy összekapcsolt kórházban az eszközöknek kommunikálniuk kell a betegen vagy a műtőben, az ápolói állomásokon és a helyszínen kívüli monitorokon, az intelligens riasztó és klinikai döntéstámogató valós idejű elemző alkalmazásokhoz, valamint az informatikai egészségügyi nyilvántartásokhoz. Ez több okból is kihívást jelent. A streaming eszközök összesített adatmennyisége könnyen túlterhelheti a kórházi hálózatokat; a betegadatokat biztonságosan nyomon kell követni, még akkor is, ha a betegek és az eszközök a helyiségek és a hálózatok között mozognak; továbbá az eszközöknek és alkalmazásoknak együtt kell működniük, még akkor is, ha különböző gyártók fejlesztik őket. A réteges adatbusz architektúra ideális keret e kihívások megoldására és a többszintű IIoT rendszerek fejlesztésére.
terv az ipari Internet V1-hez.8
a réteges adatbázis előnyei
a réteges adatbázis-architektúra megvalósításának előnyei a következők:
- gyors eszköz-eszköz integráció-a szállítási idők ezredmásodpercben vagy mikroszekundumban
- automatikus adat – és alkalmazáskeresés – adatbázisokkal és adatbázisok között
- skálázható integráció – gépek, érzékelők és aktuátorok százezreinek veszélyeztetése
- természetes redundancia – rendkívüli rendelkezésre állást és rugalmasságot tesz lehetővé
- hierarchikus alrendszer elkülönítés – az adat-és alkalmazásmegfigyelés engedélyezése komplex rendszerek tervezése
a Connext databus: egy erőteljes adatközpontú paradigma
az RTI Connext DDS tartalmaz egy adatbázist, amely lehetővé teszi az alkalmazások számára az adatok cseréjét közzététel-feliratkozás, peer-to-peer kommunikációs módszerrel. A DDS alkalmazások nem támaszkodnak egy központosított brókerre, hanem inkább felfedezik egymást az adatbuszon keresztül, bármikor csatlakozva vagy elhagyva a DDS tartományt. Ez a keret kiküszöböli a hálózat egyetlen meghibásodási pontját vagy szűk keresztmetszetét. A Connext DDS kezeli az adatok elosztásának, szinkronizálásának és kezelésének részleteit, beleértve a sorosítást és az életciklus-kezelést. Megbízhatósága, biztonsága, teljesítménye és skálázhatósága a legigényesebb ipari rendszerekben is bizonyított.