IoT開発のゲートウェイ：いつ、なぜ、なぜ

これは驚くべき感覚です。IoTの最初のステップ、世界を変えるテクノロジーをご覧ください。 この分野ではすでに多くの発見がなされており、驚くべき数の驚くべき開発が行われています。 しかし、最も興味深いのは先です。 さまざまなデバイスを組み立てることができるコンポーネントを製造する熱心な発明者と製造業者のおかげで、モノのインターネットが生まれ、存在しています。









モノのインターネット用の複雑なハードウェア設計を作成し、多くは既存のサーバーテクノロジー、そして非常に重要なクラウドサービスを活用しようとしました。 ただし、たとえば、低消費電力を特徴とするボードからセンサーのパフォーマンスを送信する手順をよく見ると、IoTデバイスと外部世界との信頼性が高く費用効果の高い通信を提供するデバイスサーバー相互作用スキームに追加のハードウェアリンクを含める必要があることが明らかになります。



インテルは、モノのインターネットでゲートウェイテクノロジーを使用する先駆者です。 しかし、「ゲートウェイ」とは何ですか？ この用語は通常、データの受信、送信、および多くの場合処理に関係するいくつかの機器について話すときに使用されます。 モノのインターネットでは、ゲートウェイは、多数のセンサーやスマートデバイスの組み合わせなど、多くの機能を実行するネットワーク機器です。 この場合、プロジェクトに割り当てられたタスクを考慮して、ゲートウェイのハードウェア構成を選択できます。 最初の近似では、1〜4個のコアを持つプロセッサを備えたIoT用のIntelゲートウェイがあります。 それらは、対応するボリュームのRAMと永続メモリを備えています。 さらに、これらのゲートウェイは、さまざまな産業および商業アプリケーションに適合しています。



モノのインターネットシステムの開発でゲートウェイを使用する価値がある場合を理解するために、ゲートウェイの機能と機能について話しましょう。

アグリゲーターとしてのゲートウェイ

IoTゲートウェイを使用する主な利点の1つは、他のデバイスからデータを集約できることです。 それに直面しましょう。 スモールフォームファクターデバイスは多くの問題を解決できますが、過負荷になると、メモリ量と処理能力の制限によりプロジェクト全体が遅くなり、ほとんど動作しない状態になります。 ゲートウェイを使用してこれらのデバイスの多くを組み合わせることで、データの効果的な収集を整理することができ、設計されたタスクのみを解決できます。



どのフォームファクターデバイスがプロジェクトに関係するかは関係ありません。 いずれにしても、ゲートウェイはパフォーマンスを大幅に改善できます。 低電力デバイスをセンサーの近くに配置するのは理にかなっています。 ゲートウェイをアグリゲーターとして使用すると、これらのデバイスの多くをグループ化し、専用ネットワークを使用してデータをゲートウェイに送信できます。



Intel EdisonやIntel Galileoなどのボードを使用すると、約12個のセンサーをボードに接続できます。 必要なすべてのセンサーと対話するには、これらのボードのいくつかが必要になる場合があります。 同時に、クラウドを使用してデータを直接送信することは可能ですが、システムの一部を配置する特殊性により、このタスクが大幅に複雑になる可能性があります。 個々のボードとの通信がゲートウェイを使用して編成される場合、たとえば、ボードから収集されたデータを長距離にわたって送信することができ、センサーまでの距離とそれらの空間位置に関連する問題を解決します。 その結果、ゲートウェイを使用しないと作成が非常に困難または不可能なソリューションを作成できます。



さらに、センサーをゲートウェイに直接接続できます。 ほとんどのゲートウェイは、約12個の独立したセンサーで作業を提供できます。 多くのゲートウェイは、いくつかの動作中のWi-Fiネットワークを一度にサポートします。これにより、これらのネットワークを介してデータを送信できるセンサーと対話できます。



そして最後に、データに注意を払う必要があります。 たとえば、センサーの読み取り値をサーバーに読み取ったまま送信することは可能ですが、データの保護、送信の高速性の確保、遅延の排除に役立つ他のアプローチがあります。 センサーからサーバーへの未処理の情報ストリームは、簡単で便利なソリューションのように思えるかもしれませんが、グループ化、情報のバッチ送信、または異種のインジケーターをファイルに組み立ててこの形式でサーバーに送信することで、より高品質のデータ転送を実現できます。



これを使用して、さらに先へ進む機会があります。 ゲートウェイを使用して、さまざまな処理オプションを実装できます。 さらに、多くのゲートウェイには強力なマルチコアプロセッサが搭載されているため、かなり複雑な操作でもシステム全体の動作を遅くする負荷は発生しません。 その結果、ゲートウェイは、低電力デバイスのデータをクラウドなどに送信する前に準備するための理想的なデバイスです。

ゲートウェイのパフォーマンスについて

IoT用インテルゲートウェイは、Quark、Atom、およびCoreプロセッサーを備えています。 Intel Quark-シングルコアプロセッサ、クロック周波数は400 MHzです。 Intel QuarkおよびIntel Coreプロセッサには、シングル、デュアル、またはクアッドコアオプションがあります。 ゲートウェイには、プロセッサの要件とデバイスの目的を満たすデータストレージとRAMが装備されています。



たとえば、Intel GalileoボードなどのIntel Quarkベースのゲートウェイは、多くの開発者のニーズを満たすことができます。 しかし、商業部門は生産性により高い要求を課しています。 強力なIntel IoTゲートウェイは、このようなソリューションの需要が常に増加しているという事実を考えると、この分野のほぼすべての産業ソリューションに適合することができます。



さらに、他の方法で高レベルのゲートウェイパフォーマンスを使用できます。 多くのエンドデバイスは、低クロック速度のプロセッサを使用して実現される低消費電力ですが、ゲートウェイはコンピューティングにより多くのエネルギーを費やすことができる高性能デバイスです。 ゲートウェイの高い計算能力により、それらに基づいてリアルタイムシステムを構築できます。 これは、もちろんハードウェアの機能に基づいた高度なソフトウェアを使用して実現されます。 その結果、ゲートウェイを使用するIoTシステムは、アクションを制御し、センサーパフォーマンスの変化に可能な限り迅速に応答できます。 これは、ゲートウェイを使用するもう1つの重要な利点です。

プロジェクトのニーズに適応する機会

IoT用インテルゲートウェイは、多くのオペレーティングシステムをサポートしています。 ほとんどのモデルにはWind River Linuxがインストールされています。 これは、いわば、標準的なソリューションです。 一部の企業は、Snappy UbuntuまたはWindows 10がインストールされているIntelのハードウェアを備えたゲートウェイを提供していますが、ソフトウェアプラットフォームの幅広い選択により、特定のプロジェクトのニーズに合わせてゲートウェイをソフトウェアでほぼ無限に適応させることができます。



さらに、Intelプラットフォーム用の製品は多くのメーカーによって開発されています。 結果として、プロジェクトが完全にユニークなもの、たとえば機器をゲートウェイに接続するための特別なインターフェースを必要とする場合、これを実装できます。 実際、ゲートウェイはほとんどすべてのニーズに適応できます。標準ソリューションの中に必要なものが見つからない場合は、OEMの1つに連絡して、プロジェクト専用のソリューションの作成について話し合うことができます。

ネットワーク機能

ネットワーク機能の分野では、ゲートウェイは他の追随を許しません。 少なくとも、2つのローカル有線ネットワークに直接接続でき、シングルチャネルまたはマルチチャネルのWi-Fiネットワークで動作できます。 ただし、これだけではありません。必要に応じて、ゲートウェイに基づいて、Bluetooth、ZigBee、6LoWPANなどに基づいてネットワークを編成できます。 これがどのような機会をもたらすかを理解するのは簡単です。 詳細については、Intel IoTゲートウェイテクノロジーページをご覧ください 。



さまざまなサポートされているネットワークインターフェイスにより、Intelゲートウェイを使用するモノのインターネットソリューションに実質的にあらゆるハードウェアを含めることができます。 これにより、システムはクラウドサービスに接続し、さまざまな制御スキームを編成できます。 サポートされているネットワークインターフェイスのリストには、モバイルネットワーク：GPRS、2G、3Gが含まれます。 LTE 同時に、たとえば、ゲートウェイは複数のWi-Fiネットワークで同時に動作し、通信を中断することなく、他のタイプのネットワークを使用して専用デバイスと対話できます。 他のデバイスが別のネットワークに接続するために1つのネットワークから切断する必要がある場合、Intelゲートウェイはすべてのチャネルで通信を続けます。



ゲートウェイのネットワーク機能の力が、費用対効果の高いデバイス、自律センサー、およびその他のIoT機器の集約が、ほとんどすべての商用IoTプロジェクトの重要な機能である理由です。

安全性

IoT用のIntelゲートウェイを選択する主な理由の1つは、Wind River Linuxの使用です。 このシステムは非常に信頼できますが、セキュリティには特別な注意が払われます。 特に、McAfeeとのコラボレーションにより、IoT環境で安全に使用するために特別に設計されたWind River Linuxに基づいてプラットフォームが作成されました。



さらに、データ保護だけではありません。 物理デバイスも保護されます。 特に、ウインドリバーは、内部または外部の不正アクセスからデバイスを保護します。 同時に、データ保護の分野では、外部システムとの暗号化と安全な情報交換がここで利用できます。

運営管理

エントリーレベルのIoTソリューションは、限られた管理機能をサポートするか、まったくサポートしません。 サードパーティのメーカーの開発により状況はわずかに改善される可能性がありますが、多くの場合、そのようなシステムの導入は、機能が制限されているため、不当に難しい作業であると感じています。 Wind River LinuxがインストールされたIntelゲートウェイでは、管理ソフトウェアがすでにシステムに統合されています。 さらに、Wind River Helix Device CloudおよびWind River Helix App Cloudプラットフォームのサポートは、デバイス、アプリケーション、およびクラウドサービスを管理するための大きな機会を提供します。



同時に、Wind River Linuxでは、ローカルデバイスだけでなくリモートデバイスも管理できます。 管理者やプログラマーが設定した基準に基づいて、手動または自動で制御できます。 さらに、リモートデバイスをグループにまとめて、個別にではなく、接続先のゲートウェイなどの一般的な機能に基づいて操作できます。

結論

IoT用のIntelゲートウェイの多くの長所を調べました。 ここで、いつ、なぜ、なぜ使用する価値があるかという質問に答えます。 これらの質問は、同時に、単純でも複雑でもあります。 IoT用のIntelゲートウェイの使用を推奨できる状況の簡単なリストを次に示します。

• 開発中のシステムは、パフォーマンスに大きく依存しています。
• コンポーネントの信頼性の高い相互接続は、プロジェクトの成功の鍵です。
• 不十分なセキュリティはすべての作業を危険にさらします。
• IoTソリューションをローカルまたはリモートで管理する機能が必要です。
• 信頼できるオペレーティングシステムが必要であり、それに基づいて独自のアプリケーションを実装することが計画されています。
• プロジェクトの成功は、独自のOSアセンブリを作成できるかどうかにかかっています。
• 膨大な数のセンサーの、たとえばクラウドへの接続を確保する必要があります。
• 高度なWi-Fiネットワーク機能が必要です。
• 既存の機器との通信を整理するための特別なネットワークを作成する必要があります。

実際、これは、最初にIoT用のIntelゲートウェイの開発に至った理由のごく一部に過ぎず、プロジェクトにゲートウェイを含めるかどうかを決定する際に信頼できる基準として機能するようになりました。 無数の場合、IoTシステムの作成者は、アマチュア向けに設計された開発に気を取られずに、産業グレードの製品を使用する必要があります。 彼らの助けを借りて、実用的なプロトタイプ、小さな家のプロジェクトを組み立てることができますが、商業的な使用に関しては、セキュリティと拡張性が前面に出たとき、信頼性の高い産業グレードのシステムが不可欠です。 このような状況では、Intel IoT Gatewayベースのソリューションは、現在市場で入手可能な数少ない選択肢の1つです。 これらのソリューションは、複雑なプロジェクトの開発と実装に最適です。