typiska IIoT-system kräver att data delas över flera enheter och flera nätverk, från kanten till dimman till molnet. Detta är utmanande eftersom skjuvvolymen av data – för att inte tala om de stränga säkerhets – och säkerhetskraven-lätt kan överväldiga ett nätverk. Dessa utmaningar kräver nya sätt att hantera ökad datavolym, prestandakrav, säkerhetsrisk och säkerhetscertifieringar. En av de viktigaste förändringarna är databussen och dess unika förmåga att hantera IIoT-dataflöde.
Databus Definition
en databus är ett datacentrerat ramverk för distribution och hantering av realtidsdata i IIoT. Det gör att applikationer och enheter kan arbeta tillsammans som ett integrerat system.
databus förenklar applikations-och integrationslogik med ett kraftfullt datacentrerat paradigm. Istället för att utbyta meddelanden kommunicerar programvarukomponenter via delade dataobjekt. Applikationer läser och skriver direkt värdet på dessa objekt, som cachas i varje deltagare.
viktiga egenskaper hos en databus är:
- deltagarna / applikationerna direkt gränssnitt med data
- infrastrukturen förstår och kan därför selektivt filtrera data
- infrastrukturen inför regler och garantier för kvalitet på Service (QoS) parametrar som hastighet, tillförlitlighet och säkerhet för dataflöde
.png)
skillnad mellan databas och databus
databussen tillhandahåller data i rörelse där en databas tillhandahåller data i vila.
en databas implementerar datacentrerad Lagring. Det sparar gammal information som du senare kan söka genom att relatera egenskaperna hos den lagrade data.
en databus implementerar datacentrerad interaktion. Den hanterar framtida information genom att låta dig Filtrera efter egenskaper för inkommande data. Datacentricitet kan definieras av dessa egenskaper:
- gränssnittet är data. Det finns inga konstgjorda omslag eller blockerare för gränssnitt som meddelanden, objekt, filer eller åtkomstmönster.
- infrastrukturen förstår dessa data. Detta möjliggör filtrering / sökning, verktyg och selektivitet. Det frikopplar applikationer från data och tar därmed bort mycket av komplexiteten från applikationerna.
- systemet hanterar data och inför regler för hur applikationer utbyter data. Detta ger en uppfattning om”sanning”. Det möjliggör datalivstider, datamodellmatchning, CRUD-gränssnitt etc.
det är viktigt att notera att en databus inte bara är en databas som du interagerar med via ett pub-sub-gränssnitt. Det finns ingen databas. En databas innebär lagring: data finns fysiskt någonstans. En databus implementerar ett rent virtuellt koncept som kallas ett ”globalt datautrymme” och innebär data i rörelse.
varför implementera en databus?
både databas-och databusteknologier ersätter applikation-applikationsinteraktion med applikation-data-applikationsinteraktion. Denna förändring är absolut kritisk. Det frikopplar applikationer och underlättar i hög grad skalning, interoperabilitet och systemintegration vilket är avgörande för IIoT-system. Skillnaden är verkligen en av gamla data som lagras i en (sannolikt centraliserad) databas jämfört med framtida data som skickas direkt till applikationerna från en distribuerad databus.
Vad är en layered databus?
Industrial Internet Consortium (IIC) Industrial Internet Reference Architecture (Iira) är en standardbaserad arkitektonisk riktlinje för utvecklare att använda vid utformning av IIoT-system baserat på en gemensam ram. IIRA rekommenderar ett nytt arkitektoniskt mönster för IIoT-system som kallas ”layered databus” – mönstret.
i IIoT-system framträder ett gemensamt arkitekturmönster som består av flera databussar lagrade av kommunikations QoS och datamodellbehov. Vanligtvis kommer databussar att implementeras vid kanten i smarta maskiner eller delsystem på lägsta nivå, till exempel i en bil, en oljerigg eller ett sjukhusrum. Ovanför kommer det att finnas en eller flera databussar som integrerar dessa smarta maskiner eller delsystem, vilket underlättar datakommunikation mellan och med kontrollcenter eller backend-system på högre nivå. Backend-eller control center-lagret kan vara den högsta lagerdatabussen i systemet, men det kan finnas mer än dessa tre lager.
typiska IIoT-system kräver delning av data över flera nätverk som detta, från kanten till dimman till molnet. Till exempel på ett anslutet sjukhus måste enheter kommunicera inom en patient eller operationssal, till sjuksköterskors stationer och externa bildskärmar, till realtidsanalysapplikationer för smart alarmerande och kliniskt beslutsstöd och med det hälsojournaler. Detta är utmanande av flera skäl. Den sammanlagda volymen av strömmande enhetsdata kan lätt överväldiga sjukhusnätverk; patientdata måste spåras säkert, även när patienter och enheter rör sig mellan rum och nätverk; och dessutom måste enheter och applikationer samverka, även när de utvecklats av olika tillverkare. En skiktad databusarkitektur är den idealiska ramen för att lösa dessa utmaningar och utveckla IIoT-system med flera nivåer.
Blueprint för Industrial Internet V1.8
fördelar med en layered databus
fördelarna med att implementera en layered databus-arkitektur inkluderar:
- snabb integrering mellan enhet och enhet-med leveranstider i millisekunder eller mikrosekunder
- automatisk data-och applikationsupptäckt – med och mellan databussar
- skalbar integration – kompromissa med hundratusentals maskiner, sensorer och ställdon
- naturlig redundans – möjliggör extrem tillgänglighet och motståndskraft
- hierarkisk delsystemisolering – möjliggör utveckling av komplexa system design
Connext databus: ett kraftfullt datacentrerat paradigm
RTI Connext DDS har en databus som gör det möjligt för applikationer att utbyta data via en Publicera-prenumerera, peer-to-peer-kommunikationsmetod. DDS-applikationer litar inte på en centraliserad mäklare utan upptäcker varandra genom databussen, går med eller lämnar DDS-domänen när som helst. Denna ram eliminerar en enda punkt av fel eller flaskhals i nätverket. Connext DDS hanterar information om datadistribution, synkronisering och hantering, inklusive serialisering och livscykelhantering. Dess tillförlitlighet, säkerhet, prestanda och skalbarhet bevisas i de mest krävande industriella systemen.