モノのインターネット:バックエンド設計からエネルギー吸収まで

現代の牛の戦闘装備



賢いものはすべて人をすべての心配から救うことになっていますが、これまでのところ、これらすべてが賢く成長できるように、モノのインターネットの開発者は多くのことを考え、さまざまな問題を解決する必要があります。



どれがInoThings ++で議論されました 。 これは私たちにとって初めてのものであり、私たちは確信しています。最後から遠く離れて、モノのインターネットに関する会議で、プログラムは1日で終わりましたが、非常に多様でした。 もちろん、ハードウェアおよびソフトウェアの設計とネットワークに関するレポートがありました(例: など )。 参加者は、すべてがどのように壊れるか 、どのような法的問題が生じるか、そしてスタッフのトレーニングの世話をする時だと話しました。



会議は開かれていたため、すべてのレポートの記録は チャンネルで入手できます。RIT++ 2017の対応するセクションの記録もあります。また、いくつかの興味深いレポートのレビューもあります。



モノのインターネット用のソフトウェアシステム開発のアンチパターン



それが、Strizh社のSergei Aksenovが彼のトピックの概要を説明し、特定のケースに縛られることなくIoTの一般原則について実際に語った方法です。







たとえば、あるバッチの無線モデムが、21 m 3、22 m 3の 16個のパッケージのいずれかで完全なナンセンスを送信したため、実践からの「面白い」話も引用されましたが、ISSケーシングの温度。 数百のそのようなデバイスがリリースされましたが、それらのいくつかはまだライブの有料顧客、つまり 事後すでに解決策を見つける必要がありました。



議論は、バックエンド設計の準備段階で解決する必要がある問題の1つ、つまりデータベースの選択から始まります。 モノのインターネットの特異性は、デバイスが同じ形式でデータを送信しないことです(Strizh水道メーターでさえ、異なるファームウェアバージョンと送信されるデータの異なる構造を持っています)。 同時に、数千/数億のデータ行がありますが、これはリレーショナルデータベースではすぐに使用できますが、一方で、少量のデータを失う可能性があり、複雑な計算を必要としません。 その結果、MongoDBを選択しましたが、明らかにこのようなホリバーを逃し、満足しています。 特にエンドツーエンドの時間分散ビジネスデータの場合、ClickHouseが現在のオプションです。





テストに目を向けると、Alexeyは、ペルミ市から300 kmのbeatられた経路から離れて使用される電気メーターで、マイクロコントローラーからモデムにデータを転送する際のエラーの例を示します。これは、冬の道路またはKrAZでのみ到達できます。つまり、デバイスをすばやく交換することは不可能です。 これは、デバイスが生きている人々やそれに依存している実際のビジネスで使用されているという事実とともに、間違いを犯す権利を大幅に減らします。 また、Strizhは、エンドツーエンドのデータ通過テストから偏執的な監視に至るまで、真剣に対策を講じています。



最後になりましたが、レポートで強調された重要な側面はセキュリティです。 Alexeyによると、安全性は潜在的な消費者が近い将来に注意を払う主なものです。 そして、メーカーは「セキュリティ第一」の原則に導かれる必要があります。つまり、デバイスをハッキングする方法とそれに対抗する方法をすぐに考えます。保護する方法を考え出せなかった場合、そのようなデバイスはリリースすべきではありません。



その結果、Alexeyはバックエンド開発者と最後の防衛のフロンティアを比較します。なぜなら、彼らはエラーのあるデータを修正し、フィルターをかけ、ソートし、他のことをし、必要なデータを顧客に転送する最後の機会を認識するからです。



デジタル家畜:方法と理由



エフゲニー・ベロフオレグ・アルタモノフは、誰もが自分のビジネスで忙しく、同時に共通の結果を目指しているときに、最高の形での共同作業について報告しています。







コンピテンシーセンターのMTS Internet of Thingsグループは、農業業界で製品を製造するタスクを受け取り、プロジェクトに需要をもたらすために、彼は「どこで痛みがあり、どのように支援するのか?」という質問で農業産業複合体に目を向けました。 詳細な回答を得るために、会社の専門家は農場に上陸し、2週間そこに住んでいました。 それどころか、ある種のコンサルティングでは、農場の構造を完全に把握し、牛の健康診断に関連するプロセスを自動化し始めました。 実際、早期に病気を検出することで、適時に対策を講じ、乳量の大幅な低下を回避し、その結果、生産の限界を高めることができます。





分析できるデータを収集するために、彼らは「牛の動きと食欲を計算するのを手伝ってください」というタスクでUnwired Devicesに連絡しました。 牛の歩き方が減り、食べる量が減ったら、それを治療し始める時だからです。 オレグは、センサーの製造に関連するプロジェクトの一部についてすでに話しました。 この瞬間を見失うことは不可能であり、分析に必要なデータは物理的に収集可能であり、合理的な手段が必要です。 たとえば、GPSモジュールを牛に掛けることはありません。平均消費電力が5 mAであるため、3年間の動作には95.4 Ah *が必要であり、これはほぼアキュムレータです-牛は気にします。



重量(耳あたり30 g-最大)に加えて、センサーには他の要件があります:バッテリーから3-6年、少なくともIP67保護、最大10 kmのデータ伝送距離、特定の牛の識別、地面に配置。 したがって、センサーの設計は、すべての制限と物理的な実装の可能性を考慮に入れて、平衡状態を見つけることに縮小されます。



牛の意見が直接尋ねられたかどうかはわかりませんが、それにもかかわらず、開発者は、図のように機器スキームが好きではないと信じています。







このプロジェクトはパイロット段階にありますが、耳センサーはすでに実装されています。そのプロセスでは、特に喉頭フォンの助けを借りて、現在牛が何を噛んでいるかを判断します。 この技術は位置を特定せずに閉鎖されたストールで機能しますが、データ転送はLoRaプロトコルに従って実行され、6LoWPANは将来的に計画されています。 侵入者は納屋でデータ転送を行うことはほとんどありませんが、情報セキュリティはデフォルトです:AE128のユーザーデータの暗号化、SHA256メッセージへの署名、リプレイ攻撃に対する保護など。



このようなデジタルファームの潜在的な消費者に関する質問に答えて、ユージンは自信を持ってシステムの需要について話します。 さらに、MTSは処理、保管、ロジスティクスの各段階をスマートファーミングに接続して、購入者がQRコードを読み取り、保管方法が厳密に遵守されていることだけでなく、牛の予防接種方法もわかるようにする計画です。 おそらく近い将来、牛を好きになり、推奨事項やその他の狂気を共有することが可能になるでしょう。



自律センサーに電力を供給するためのエネルギー吸収



アンドレイ・デュミケエフの物語は、未来からの挨拶と呼ぶことができます。 ベラルーシの国連開発プログラムの太陽エネルギーに関する国家専門家は、自律IoTデバイスに電力を供給するために環境からエネルギーを吸収する可能性について話しました。





問題が緊急である理由の例として、遠くまで行く必要はありません。IoTaNalyticsが2017年末にリリースしたレビューでは、Samsungは60万台のデバイスをリコールしました。ヶ月。 チェルノブイリゾーンの「環境モニタリング」の場合のように、専門家のチームが一年中バッテリーを交換しなければならなかったため、同じ10年間設計されたと考えられるため、供給されたセンサーを交換するのが難しい場合があるため、問題は複雑です。



バッテリー技術は、プロセッサの小型化とパフォーマンスに追いついていません。さらに、再生可能エネルギー源からの発電により、環境への負荷が軽減されます。 ロシアでは、残念ながら、バッテリーのリサイクルの問題についてはあまり心配していませんが、気にする人にとっては、これは非常に重要なポイントです。



解決策として、話者は私たちの周りにあるそのような多くの未使用のエネルギーを奪うことを提案します。 エネルギー密度の面で最も収益性の高い技術は、太陽電池、熱電および電磁気であり、これらの種類を組み合わせることで、効率をさらに高めることができます。 日射マップは、太陽がロシアに非常に均一であり、そのエネルギーがさまざまな組み合わせで主要なものとして安全に使用できることを示しています。







SolarEnrgは、環境とソーラーモジュールの温度差が40度のときに火力を収集し、太陽エネルギーをほぼ2倍にするペルチェ素子を使用して、低い冬の温度という形で私たち全員によく知られている季節性を補償します。 実験装置は準備ができており、出席者全員がそれを見て、場合によっては触ることもできます。



他のスピーカーと同様に、AndreyはIoTデバイスのメーカーに対していくつかの重要な推奨事項を作成しています。



  1. 最小の電力消費で最新のマイクロプロセッサとチップを使用します。
  2. 可能な場合、データ送信の頻度を柔軟に調整します。
  3. プロセッサおよび通信モジュールのスリープモードの必須使用。
  4. 適応電力消費(たとえば、バッテリーの電圧に応じて送信周波数を変更する)。


そして結論は、環境発電デバイスを使用したセンサーに基づいてIoTシステムとプラットフォームを構築することが可能であるということです。 ただし、ハーベスターは過剰な消費を提供できないため、電力消費と吸収電力のバランスが取れたシステムを設計する必要があります。







また、前菜については、学生が電池を使用せずに人の手の電位から心電図信号を記録するためのエネルギーを収集する統合型心臓モニターという、さらに別の開発されたデバイスが示されました。



非常に危険な生産を使用した人員の正確な位置決め



Geyser TelecomのKonstantin Nekhaevによって記述された測位システムの実装のオブジェクトは、冶金工場です。 これには、無線システムの複雑な要因がすべて含まれています。大量の金属、高電圧、電磁ノイズが含まれます。 産業の安全性と産業規律を改善するという主な目標に加えて、このプロジェクトは、世論を改善し、都市を形成する企業の権限を高めるなど、他の目標を追求しています。







以前に完了したプロジェクトでは、ガイザーテレコムは金属容器でのポジショニング、視界不足、低温、地下ポジショニングなどの困難に直面していました。





最初のサイトでは、nanoLocテクノロジーが使用されていましたが、2016年にUWB(Ultra-Wide Band)が安定すると、彼らはそれに切り替えました。 この場合の最も重要な利点は、500 MHzまたは900 MHzの広い周波数帯域です。これにより、鉄に気付くだけでなく、対処するのも悪くありません。 座標の決定には、TDoA(到着時間差)とToF(飛行時間)の両方の基本的な方法が使用されます。 現時点では、このような技術的バンドルにより、タグの寿命が2秒間の調査中に最大12か月まで延長されます。 これは、施設の最も困難な部分での予備テストと相まって、このような新しい複雑なプロジェクトに取り組む決定を促しました。







奇妙なことに、官僚機構は多くの複雑さを追加しましたが、これは危険が増大するオブジェクトにとっては正常です。 また、すべての機器を設置する必要がありましたが、これは70台の基地局であり、初めて必要なケーブルを転送する可能性はありません。



統計モードでのシステムの4か月間の動作の結果に基づいて、職員の40%が毎日、少なくとも1つの違反を犯していることが判明しました。 それでも、平均66%の時間、スタッフは危険地帯の外にいます。これは、賃金の最適化における顧客の目標にほぼ対応しています。プロジェクトの回収は非常に良好です。 あなたはそれを支払うことはできませんが、まあ、セキュリティを過大評価することはできません。



コンスタンティンは、演説を締めくくり、技術やデバイスの機能に関する正確な情報は実際にしか得られず、複雑なサイトでのテストが最終的に初めて可能になることを想起します。



そして、私たちのレビューを締めくくりますが、私たちがイベントを捧げて計画している負荷の高いシステム以外のトピックはモノのインターネットだけではないことに注意してください。 どうぞお楽しみに。






PS:この記事へのコメントだけでなく、会議の講演者や参加者の大部分と多くの興味深い人々がいるTelegramチャットでも、質問をしたり自分のケースについて話し合うことができます。



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