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2020年6月19日

如何使用ESF wire简化工业物联网应用开发

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端,以收集、分析和存储数据,并将其与IT应用集成。

当涉及到工业物联网应用开发时,公司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了OT(运营技术)基础设施(生成数据的地方)和数据中心/云(数据被应用程序“消费”的地方)的IT(信息技术)基础设施。

像绝对软件框架(ESF)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网关它们具有边缘计算能力并支持远程管理,提供与数据中心或云平台上的IT应用程序集成的api。

基于需要多年开发的经过验证的体系结构和软件构建块,使用基于java的物联网应用程序框架将导致更短和更简化的物联网应用程序开发。

ESF Wires是集成在ESF中的一个特性,它允必威必威体育备用网站许数据管道的可视化组合(如下图所示),连接可配置的逻辑组件,构建边缘到云工业物联网边缘计算应用程序,而无需从头编写代码。

ESF电线 -  IIT Application的示例

什么是工业物联网应用?功能层

在挖掘ESF导线功能的细节之前,有必要了解开发IIT应用程序的意义,以及需要什么构建块/组件。

IIOT旨在解决场地设备和协议之间的互操作性问题,结合IT应用程序以安全的方式管理数据。

工业物联网应用和架构通常混合硬件、软件和云技术和服务,将“物”(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管理的仪表盘和应用程序连接起来。工业物联网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和其他设备,这些设备与油田中有价值的资产(如机械)相连,并从中收集数据。它们连接到智能设备(物联网网关),作为物联网边缘和云级别之间的桥梁。

物联网的优势

IOT应用的边缘是解决方案连接,通信和交互的位置,使用传感器,执行器,网关,代理和控制器进行交互。

随着技术的进步,供应商们正在吹捧这些设备的先进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建立了一层。

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、重新配置和维护他们的应用程序,因此它会随着市场需求的变化而发展。

满足市场需求的适应性和灵活性将使客户提供巨大的固定功能代理的竞争优势。

通过网关和现场设备收集到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。分析过程旨在简化商业决策,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。

这个层的一个例子是绝对云,一个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。

应用集成

原始数据通过IT应用程序利用数据科学、分析技术和人工智能算法转化为可操作的业务见解。

使无缝OT数据和企业IT的集成这并不容易,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,预测性维护有助于使生产更有效。

使用多业务物联网边缘网关简化工业物联网应用开发

工业物联网应用程序开发和工业物联网解决方案采用可能是一项非常复杂的任务。上面提到的所有层都必须无缝集成,以提供从边缘到云的快速和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。关于采用物联网的风险的更详细分析,请阅读这篇博文,这是一个快速回顾。

  • 安全:由于缺乏最佳实践,安全可能会大大提高IOT项目的成本,并有可能吓跑用户远离IOT技术。
  • 缺乏开放标准和厂商锁定: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:将旧/遗留设备连接到云不是一件容易的任务,需要对OT工业环境和协议有深刻的理解。

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减少IIT采用风险,以提供旨在满足垂直市场价值主张的解决方案。使用公共协议提供数据提供数据提供者和数据消费者的数据,因此多服务IOT Edge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将开发人员从复杂的硬件中分离出来,网络子系统补充物联网网关硬件,形成一个集成的硬件和软件解决方案。

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。一旦这种方法就位,添加、更改和连接传感器、驱动器和必要的本地应用程序,以及将它们连接到云,比以往任何时候都要简单。

ESF电线:视觉工业物联网和边缘计算应用开发

什么是ESF电线?

ESF Wires是Eurotech ESF的一个特性,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,允许简单直观的IIoT应用程序开发。

这表示为一个图,其中每个组件(节点)可以有一个或多个输入、输出及其自己的处理逻辑。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,其数据在边缘过滤后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 Wires如何简化工业物联网和边缘计算应用开发?

ESF Wires组件可以从Eclipse IoT Marketplace并且可以通过简单的拖放在ESF上轻松安装。然后将它们放入可视化编写器中设计数据流图。

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产生输出。这是独立发生的,不会影响其他组件的执行。因此,ESF Wires组件是高度可重用和可移植的。

通过这种方式,开发人员可以在不牺牲灵活性和高抽象级别工作的情况下轻松地对其解决方案进行原型化:图形可以通过新的节点或绘制新的连接进行扩展。此外,开发人员可以利用Eclipse Marketplace集成,通过简单地在ESF Administrative Web UI中拖放到Eclipse Marketplace的链接,就可以将开源或商业构建块使用到最终解决方案中。

如何构建一个IIoT应用拖放: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查询来过滤数据库中的数据
  • 日志:在本地记录消息
  • 资产:可配置,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。在本例中,我们将有一个Timer组件定期向Modbus Asset组件(代表PLC)发送输出,该组件连接到一个云发布者。

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事情。

ESF Wires确实简化了IIoT应用程序开发,开发人员只需要专注于配置逻辑构建块,并在一个简单和友好的应用程序界面上将它们连接在一起。

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