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2020年6月19日

如何使用ESF电线简化工业物联网应用程序开发

工业物联网(IIoT)旨在利用硬件、软件和云技术和服务,将工业机械和边缘设备连接到云,以收集、分析和存储数据,并将其与IT应用程序集成。

当涉及工业物联网应用开发时,企业并不总是拥有可用框架的专业知识和知识,工业协议和编程语言连接边缘(生成数据的地方)的OT(运营技术)基础设施和数据中心/云(应用程序“消费”数据的地方)的IT(信息技术)基础设施。

像绝对软件框架(ESF)这样的IOT边缘框架旨在简化IIOT Edge计算应用程序开发。基于Java / OSGI开放式技术,它有助于将边缘设备转换为多服务IOT Edge网关具有边缘计算功能并支持远程管理,具有用于与数据中心或云平台上的IT应用程序集成的API。

基于经过验证的体系结构和软件构建块(需要多年的开发),使用基于Java的物联网应用程序框架将缩短和简化IIoT应用程序开发。

ESF Wires是ESF中包含的一个功能,它允许必威必威体育备用网站可视化的数据管道组合(如下图所示),连接可配置的逻辑组件,构建边缘到云的IIoT边缘计算应用程序,而无需从头编写代码。

ESF电线 -  IIT应用程序示例

什么是工业物联网应用?功能层

在挖掘ESF导线功能的详细信息之前,有必要了解开发IIT应用程序的意义,以及需要哪些构建块/组件。

IIOT旨在解决现场设备和协议之间的互操作性问题,结合IT应用程序以安全方式管理数据。

IIoT应用程序和架构通常混合了硬件、软件和云技术和服务,以将“东西”(通常部署在现场或OT世界的传感器、设备等)收集的数据与IT管理的仪表板和应用程序连接起来。IIoT应用程序有时非常复杂,但它们可以分为四个主要层。

IIoT应用程序层

传感器/设备

这一层包括所有传感器、执行器、plc和其他与现场有价值资产(如机械)相连的设备,并从它们收集数据。它们连接到智能设备(物联网网关),作为物联网边缘和云层之间的桥梁。

物联网边缘

IOT应用的边缘是通过传感器,执行器,网关,代理和控制器连接,通信和交互的位置。

随着技术的进步,供应商正在为这些边缘设备兜售先进的管理和边缘计算能力。

这些功能有所不同,从简单地将设备打开和关闭到更复杂的操作,例如更新软件,管理Wi-Fi连接,配置安全策略或更改数据参数。

设备应用程序框架在物联网网关上的操作系统和业务应用程序之间设置一层。

这种类型的内聚软件组件集合允许客户随着时间的推移修改、重新配置和维护其应用程序,因此它会随着市场需求的变化而发展。

满足市场要求的适应性和灵活性将使客户提供稳定的固定功能代理的竞争优势。

现场网关和设备收集的数据存储在数据中心或云平台上,用于进一步分析和与IT应用集成。该分析过程旨在简化业务决策,并可以借助人工智能技术。

此外,数据被集成到仪表板中,帮助决策者更容易地理解它们。

下面是表示此层的示例绝对云,简化边缘数据和设备的远程管理和监控的物联网集成平台。

应用程序集成

利用数据科学、分析技术和人工智能算法的IT应用程序将原始数据转化为可操作的业务洞察力。

实现无缝连接OT数据与企业IT之间的集成这不是一件容易的任务,但它是工业4.0和第四次工业革命的基础。

经营业务得到改善,预测性维护有助于生产更高效。

通过多业务物联网边缘网关简化工业物联网应用开发

IIoT应用程序开发和IIoT解决方案采用可能是一项非常复杂的任务。上述所有层必须无缝集成,以提供从边缘到云的快速、安全的数据和设备管理。

IIOT环境非常碎片,并且在采用IIOT解决方案时,公司必须面临许多风险。阅读这篇博客文章,了解物联网应用风险的更详细分析,这是一个快速回顾。

  • 安全:由于缺乏最佳实践,安全可以大大提高IOT项目的成本,并有可能吓跑用户远离IOT技术。
  • 缺乏开放标准和供应商锁定:由于有许多不同的设备、操作系统和编程语言使用边缘的基础设施,缺乏开放标准代表了公司的障碍需要花大量的时间和资源来选择最好的产品和解决方案,通常绑定到一个特定的供应商。
  • 遗留的设备:将老设备连接到云并不是一项容易的任务,需要深入了解OT工业环境和协议。

多业务物联网边缘网关方法是简化IIOT应用程序开发的理想选择。它很适合将边缘设备连接到商业企业它。它能够在字段和云之间进行双向通信,并提供本地处理和存储功能,以提供离线服务和近实时设备管理和控制。

多服务IOT边缘网关方法

使用现成的现有设备来提供旨在满足垂直市场价值主张的解决方案,减少了IIT采用风险。使用公共协议提供数据,有效地解耦数据提供程序和数据消费者,因此多服务IOT边缘网关方法通过集成和整合数据流来提供设计灵活性和对未来的投资的能力。

物联网边缘框架ESF将开发者从复杂的硬件中隔离出来,网络子系统补充物联网网关硬件,形成一个集成的软硬件解决方案。

使用这种以it为中心的方法在智能边缘设备中实现设备逻辑,为有效和安全的数据、设备和嵌入式应用程序管理提供了坚实的基础。一旦这种方法到位,添加、更改和连接传感器、驱动器和关键本地应用程序,并将它们连接到云将比以往任何时候都简单。

ESF电线:可视IIoT和边缘计算应用程序开发

什么是ESF电线?

ESF布线是Eurotech ESF的一项功能,它增强了物联网边缘网关,通过布线和连接可配置组件来构建数据流编程模型,从而实现简单直观的IIoT应用程序开发。

它表示为一个图,其中每个组件(节点)可以有一个或多个输入、输出和它自己的处理逻辑。例如,使用不同现场协议的工业传感器或设备可以连接到物联网边缘网关,其数据在边缘过滤,并发送到云集成平台进行进一步分析。

ESF电线 -  Visual IoT应用程序开发

ESF线如何简化工业物联网和边缘计算应用程序开发?

ESF电线组件可以从Eclipse IoT Marketplace并且可以通过简单的拖放操作轻松地安装在ESF上。然后将它们放入可视化生成器中,以设计数据流图。

有些组件只能产生输出和输入,并且通常代表流程的开始和结尾。

在这两者之间,其他组件处理输入数据并为下游节点生成输出。这是独立进行的,不会影响其他组件的执行。因此,ESF电线组件具有高度的可重用性和便携性。

通过这种方式,开发人员可以轻松地对其解决方案进行原型化,而不会牺牲灵活性和高抽象级别的工作:图形可以通过新节点或绘制新连接进行扩展。此外,开发人员可以利用Eclipse Marketplace集成,通过在ESF管理Web UI中拖放指向Eclipse Marketplace的链接,就可以在最终解决方案中使用开源或商业构建块。

如何构建一个工业物联网应用程序与拖放:ESF电线组件

以下是用于开发IIT Edge计算应用的主要组件:

  • 定时器:它触发了集合时间段内的事件(通常启动图形)
  • 出版者:将数据发布到云平台
  • DB商店:表示数据库存储
  • DB过滤器:使用SQL查询筛选驻留在数据库中的数据
  • 记录器:在本地记录消息
  • 资产:可根据使用的现场协议(如Modbus, OPC UA, S7等)与特定设备通信。

典型的工业物联网应用可以是一系列连接到物联网网关的plc,将机器状态和生产数据及时发送到云平台或数据中心。在这种情况下,我们将有一个Timer组件定期向连接到云发布者的Modbus资产组件(代表PLC)发送输出。

结论

我们强烈认为,这种Visual DataFlow编程方法将帮助用户更多地关注自己的应用程序场景,而不是从头开始编写应用程序来做同样的信息。

ESF Wires确实简化了工业物联网应用程序开发,开发人员只需专注于配置逻辑构建块,并将它们连接到一个简单的、用户友好的应用程序界面上。

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