sistemele tipice IIoT necesită partajarea datelor pe mai multe dispozitive și rețele multiple, de la margine la ceață până la nor. Acest lucru este dificil, deoarece volumul de forfecare a datelor – ca să nu mai vorbim de cerințele stricte de siguranță și securitate – poate copleși cu ușurință o rețea. Aceste provocări necesită noi modalități de gestionare a volumului crescut de date, a cerințelor de performanță, a riscurilor de siguranță și a certificărilor de securitate. Una dintre cele mai importante modificări este databus și capacitatea sa unică de a gestiona fluxul de date IIoT.
Databus Definition
un databus este un cadru software centrat pe date pentru distribuirea și gestionarea datelor în timp real în IIoT. Permite aplicațiilor și dispozitivelor să lucreze împreună ca un singur sistem integrat.
baza de date simplifică logica de aplicare și integrare cu o paradigmă puternică centrată pe date. În loc să facă schimb de mesaje, componentele software comunică prin obiecte de date partajate. Aplicațiile citesc și scriu direct valoarea acestor obiecte, care sunt memorate în cache în fiecare participant.
caracteristicile cheie ale unei baze de date sunt:
- participanții / aplicațiile interacționează direct cu datele
- infrastructura înțelege și, prin urmare, poate filtra selectiv datele
- infrastructura impune reguli și garanții ale parametrilor calității Serviciului (QoS), cum ar fi rata, fiabilitatea și securitatea fluxului de date
.png)
diferența dintre baza de date și baza de date
baza de date furnizează date în mișcare unde o bază de date furnizează date în repaus.
o bază de date implementează stocarea centrată pe date. Salvează informații vechi pe care le puteți căuta ulterior prin relaționarea proprietăților datelor stocate.
o bază de date implementează interacțiunea centrată pe date. Gestionează informațiile viitoare, permițându-vă să filtrați după proprietățile datelor primite. Centricitatea datelor poate fi definită prin aceste proprietăți:
- interfața este datele. Nu există ambalaje artificiale sau blocante pentru a interfața cum ar fi mesaje, obiecte, fișiere sau modele de acces.
- infrastructura înțelege aceste date. Aceasta permite filtrarea/căutarea, instrumentele și selectivitatea. Acesta decuplează aplicațiile de date și, prin urmare, elimină o mare parte din complexitatea aplicațiilor.
- sistemul gestionează datele și impune reguli privind modul în care aplicațiile fac schimb de date. Aceasta oferă o noțiune de”adevăr”. Permite durata de viață a datelor, potrivirea modelelor de date, interfețele crude etc.
este important să rețineți că o bază de date nu este doar o bază de date cu care interacționați printr-o interfață pub-sub. Nu există o bază de date. O bază de date implică stocarea: datele se află fizic undeva. O bază de date implementează un concept pur virtual numit „spațiu global de date” și implică date în mișcare.
de ce să implementăm o bază de date?
atât tehnologiile bazei de date, cât și databus înlocuiesc interacțiunea aplicație-aplicație cu interacțiunea aplicație-date-aplicație. Această schimbare este absolut critică. Acesta decuplează aplicațiile și facilitează foarte mult scalarea, interoperabilitatea și integrarea sistemului, ceea ce este crucial pentru sistemele IIoT. Diferența este într-adevăr una dintre datele vechi stocate într-o bază de date (probabil centralizată) față de datele viitoare trimise direct aplicațiilor dintr-o bază de date distribuită.
ce este o bază de date stratificată?
Industrial Internet Consortium (IIC) Industrial Internet Reference Architecture (Iira) este un ghid arhitectural bazat pe standarde pe care dezvoltatorii îl pot utiliza în proiectarea sistemelor IIoT bazate pe un cadru comun. IIRA recomandă un nou model arhitectural pentru sistemele IIoT numit modelul „databus stratificat”.
în sistemele IIoT, apare un model comun de arhitectură care este alcătuit din mai multe baze de date stratificate de QoS de comunicare și nevoile modelului de date. De obicei, bazele de date vor fi implementate la marginea mașinilor inteligente sau a subsistemelor de nivel inferior, cum ar fi într-o mașină, o platformă petrolieră sau o cameră de spital. Mai sus vor fi una sau mai multe baze de date care integrează aceste mașini sau subsisteme inteligente, facilitând comunicațiile de date între și cu sistemele de control sau backend de nivel superior. Stratul backend sau control center ar putea fi cel mai înalt strat databus din sistem, dar pot exista mai multe decât aceste trei straturi.
sistemele tipice IIoT necesită partajarea datelor în mai multe rețele ca aceasta, de la margine la ceață până la nor. De exemplu, într-un spital conectat, dispozitivele trebuie să comunice într-un pacient sau în sala de operație, la stațiile Asistenților Medicali și la monitoarele din afara amplasamentului, la aplicațiile de analiză în timp real pentru asistență inteligentă de alarmare și decizie clinică și cu fișele medicale IT. Acest lucru este o provocare din mai multe motive. Volumul agregat de date ale dispozitivelor de streaming ar putea copleși cu ușurință rețelele spitalicești; datele pacienților trebuie urmărite în siguranță, chiar dacă pacienții și dispozitivele se deplasează între camere și rețele; și, în plus, dispozitivele și aplicațiile trebuie să interopereze, chiar și atunci când sunt dezvoltate de diferiți producători. O arhitectură de baze de date stratificată este cadrul ideal pentru rezolvarea acestor provocări și dezvoltarea sistemelor IIoT cu mai multe niveluri.
plan pentru Internetul Industrial V1.8
beneficiile unei baze de date stratificate
beneficiile implementării unei arhitecturi de baze de date stratificate includ:
- integrare rapidă dispozitiv-dispozitiv-cu timpi de livrare în milisecunde sau microsecunde
- descoperire automată de date și aplicații – cu și între baze de date
- integrare scalabilă – compromițând sute de mii de mașini, senzori și actuatoare
- redundanță naturală – permițând disponibilitate extremă și rezistență
- izolarea subsistemului ierarhic – facilitarea dezvoltării proiectării sistemelor complexe
baza de date Connext: o paradigmă puternică centrată pe date
RTI Connext DDS dispune de o bază de date care permite aplicațiilor să facă schimb de date printr-o metodă de comunicare publică-abonare, peer-to-peer. Aplicațiile DDS nu se bazează pe un broker centralizat, ci se descoperă reciproc prin intermediul bazei de date, alăturându-se sau părăsind domeniul DDS în orice moment. Acest cadru elimină un singur punct de eșec sau blocaj în rețea. Connext DDS gestionează detaliile distribuției, sincronizării și gestionării datelor, inclusiv serializarea și gestionarea ciclului de viață. Fiabilitatea, securitatea, performanța și scalabilitatea sunt dovedite în cele mai exigente sisteme industriale.