Käsittele dataa siellä, missä se syntyy. Kaiken ei tarvitse kulkea edestakaisin pilveen — ja monien IoT-työkuormien osalta se ei ole edes mahdollista.

Sinulla on laitteita kentällä — antureita tehdaslattioilla, kameroita varastoissa, monitoreja maatalouskoneissa, puettavia laitteita potilailla — jotka tuottavat dataa, joka on käsiteltävä, jonka perusteella on toimittava ja joka on valikoivasti lähetettävä pilveen. Latenssi pilvialueelle on liian korkea reaaliaikaisille päätöksille. Kaistanleveys on liian kallista tai epäluotettavaa kaiken suoratoistoon. Laitteiden on toimittava, kun verkko on poissa käytöstä. Tarvitset arkkitehtuurin, joka jakaa älykkyyden edge-, fog- ja cloud-kerrosten kesken sen perusteella, missä kunkin päätöksen on tapahduttava.
Explore more design patterns and system architectures
Arkkitehtehtemme voivat auttaa suunnittelemaan ja rakentamaan järjestelmiä käyttäen tätä mallia omiin vaatimuksiin.
Ota yhteyttäEdge-fog-cloud-arkkitehtuuri jakaa laskennan kolmeen tasoon. Edge-laitteet keräävät anturidataa ja suorittavat kevyttä päättelyä (poikkeamien havaitseminen, kynnysarvohälytykset). Fog-solmut (paikalliset yhdyskäytävät tai paikalliset palvelimet) yhdistävät dataa useilta edge-laitteilta, ajavat monimutkaisempia malleja ja hallinnoivat laitekantoja. Pilvipalvelut hoitavat pitkäaikaisen tallennuksen, mallikoulutuksen, laitekannan laajuisen analytiikan ja hallintapaneelit. Arkkitehtuuri ottaa huomioon ajoittaisen yhteyden, laitteiden heterogeenisuuden, langattomat päivitykset ja turvallisuuden kaikilla tasoilla.
Data virtaa ylöspäin tasojen läpi älykkyyden ollessa kullakin kerroksella. Edge-laitteet julkaisevat anturilukemia fog-solmuille MQTT:n tai CoAP:n kautta. Fog-solmut ajavat stream processing -toimintoja (Apache NiFi, AWS Greengrass tai mukautettu) suodattaakseen, aggregoidakseen ja rikastaakseen dataa ennen sen välittämistä pilveen. Cloud ingestion (Kinesis, IoT Core tai Event Hubs) reitittää datan aikasarjatietokantoihin, datajärviin ja ML-koulutusputkiin. Komennot ja OTA-päivitykset virtaavat alaspäin samaa polkua pitkin. Laite shadow/twin -järjestelmä ylläpitää jokaisen laitteen viimeisimmän tunnetun tilan kyselyitä ja täsmäytystä varten.
| Kerros | Teknologiat |
|---|---|
| Edge-laitteet | ESP32, Raspberry Pi, Jetson Nano/Orin, STM32, custom PCBs |
| Protokollat | MQTT (Mosquitto, EMQX), CoAP, Modbus, BACnet, LoRaWAN, BLE |
| Fog/yhdyskäytävä | AWS Greengrass, Azure IoT Edge, Apache NiFi, Docker teollisuus-PC:illä |
| Pilvi-IoT | AWS IoT Core, Azure IoT Hub, GCP IoT, custom MQTT-välittäjät |
| Data | InfluxDB, TimescaleDB, ClickHouse, S3/Parquet kylmävarastointiin |
| ML edge-tasolla | TensorFlow Lite, ONNX Runtime, NVIDIA TensorRT (Jetson) |
| Käytä silloin, kun | Vältä silloin, kun |
|---|---|
| Laitteet tuottavat suuria määriä dataa, jonka täydellinen siirto on kallista | Kaikilla laitteilla on luotettava, matalan latenssin pilviyhteys |
| Reaaliaikaiset päätökset tarvitsevat < 100 ms vasteajan (turvallisuus-, ohjausjärjestelmät) | Työkuorma on puhtaasti tiedonkeruuta pilven eräkäsittelyllä |
| Laitteiden on toimittava verkkokatkosten aikana | Sinulla on < 50 laitetta ja voit hallita niitä yksitellen |
| Tietosuoja/vaatimustenmukaisuus edellyttää datan paikallista käsittelyä ennen pilveen siirtoa | "Edge" on todellisuudessa verkkoselain — se on eri arkkitehtuuri |
MW suunnittelee IoT-arkkitehtuureja "data gravity" -linssin kautta — kartoitamme, missä kukin datatyyppi on käsiteltävä (edge, fog tai cloud) latenssivaatimusten, kaistanleveyshintojen ja päätöksen tarkkuuden perusteella. Emme työnnä kaikkea pilveen ja suodata myöhemmin. Edge-käyttöönottoomme sisältyy automaattinen laitteiden provisioning-toiminto sertifikaattipohjaisella todennuksella, OTA-päivitysputket vaiheistetuin käyttöönotoin ja automaattisella palautuksella, sekä paikalliset hallintapaneelit fog-solmuissa paikan päällä oleville käyttäjille, jotka eivät voi odottaa pilven edestakaisia matkoja.
Turvallisuus ei ole ominaisuus, jonka lisäät julkaisun jälkeen. Se on arkkitehtuurin ominaisuus – järjestelmä joko suunniteltiin sitä varten tai sitten ei.
MicrocosmWorks käyttää päätöksentekokehystä, joka perustuu viiveherkkyyteen, kaistanleveyden kustannuksiin ja tietosuojalaatimuksiin jakaakseen työkuormia reunan ja pilven välillä. Aikaherkät tehtävät, kuten poikkeamien havaitseminen anturidatasta, paikalliset ohjauspiirit ja turvapysäytykset, ajetaan reunalla, kun taas mallien koulutus, historiallinen analytiikka ja sivustojen välinen yhdistely pysyvät pilvessä. Autamme asiakkaita kartoittamaan jokaisen IoT-käyttötapauksen oikeaan laskentakerrokseen arkkitehtuurin selvitysvaiheessamme.
MicrocosmWorks suunnittelee reunasolmut paikallisella tallennuksella käyttäen kevyitä tietokantoja, kuten SQLite tai TimescaleDB, yhdistettynä 'tallenna ja välitä' -jonotukseen, joka puskuroi dataa yhteyskatkosten aikana ja synkronoi automaattisesti, kun yhteys palautuu. Reunan laiteohjelmistomme sisältää ristiriitojen ratkaisulogiikan skenaarioihin, joissa offline-tilassa tehdyt paikalliset päätökset poikkeavat pilven puoleisesta tilasta. Tämä varmistaa tietojen katoamattomuuden ja jatkuvan toiminnan jopa ympäristöissä, joissa yhteys on ajoittainen, kuten etäisillä teollisuuskohteilla tai liikkuvissa kalustoissa.
MicrocosmWorks toteuttaa OTA (over-the-air) -päivitysprosessit kryptografisella allekirjoituksella, vaiheittaisilla käyttöönotoilla ja automaattisilla palautusominaisuuksilla varmistaakseen, että jokainen reunalaite vastaanottaa varmennetun laiteohjelmiston ilman käyttökatkosriskiä. Käytämme kahdenvälistä TLS-todennusta reunalaitteiden ja päivityspalvelimen välillä, ja laitteiston tukemana on suojattu käynnistys estämään peukaloidun laiteohjelmiston suorittamisen. Vaiheittainen käyttöönotto-strategiamme päivittää laitteita pienissä erissä, ja järjestelmän tarkistuksia tehdään vaiheiden välillä, jotta huono päivitys ei koskaan saavuta koko kalustoanne.
MicrocosmWorks valitsee reunalaitteiston työkuorman profiilin perusteella – NVIDIA Jetson tietokonenäköön ja ML-päättelyyn, AWS IoT Greengrass -yhteensopivat yhdyskäytävät yleiskäyttöiseen reunalaskentaan sekä kestävät teollisuus-PC:t Advantechin kaltaisilta toimittajilta ankariin valmistusympäristöihin. Ylläpidämme referenssiarkkitehtuureja jokaiselle alustalle, jotka sisältävät esikonfiguroidut verkko-, suojaus- ja telemetriapinot, mikä nopeuttaa käyttöönottoa 40-60 %. Tiimimme arvioi virrankulutusta, käyttölämpötila-aluetta ja liitettävyysvaihtoehtoja vastaamaan juuri teidän paikan olosuhteita.
MicrocosmWorks on saattanut päätökseen useita SCADA-modernisointihankkeita, joissa kerrostamme reunalaskennan yhdyskäytäviä, jotka kääntävät vanhoja protokollia, kuten Modbus ja OPC-UA, moderneiksi MQTT- tai gRPC-virroiksi häiritsemättä olemassa olevia ohjausjärjestelmiä. Ajamme rinnakkaista arkkitehtuuria siirron aikana, joten vanha SCADA jatkaa toimintaansa, kun taas uusi reuna-pilvi -putkilinja validoidaan tuotantodataa vastaan. Teollisen IoT-modernisoinnin konsultointihintamme alkavat 20-50 dollarista tunnissa riippuen protokollan monimutkaisuudesta ja asiaan liittyvistä sääntelyvaatimuksista.