IoT нового масштаба: облачные сервисы Arm Mbed в решениях Advantech

Опубликовано в номере:
PDF версия
Облачные сервисы становятся все более популярными во многих сферах, поскольку упрощают подключение устройств к сети и управление ими, позволяют своевременно и быстро обновлять программное обеспечение (ПО) и при этом уже могут предложить достаточный уровень безопасности. В 2017 г. компания Advantech объявила об интеграции своих IoT-решений с облачными сервисами Arm Mbed, основанными на одноименной программно-аппаратной платформе. Рассмотрим несколько примеров таких решений.

Сервис Arm Mbed Cloud Device Management: решение для «умного города»

IoT и сенсорные технологии во многих отношениях улучшают качество нашей жизни. Интеллектуальные транспортные системы, «умное» уличное освещение, интеллектуальные медицинские устройства, системы интеллектуального учета потребляемых ресурсов повышают уровень нашего комфорта в городах. Однако проблема в том, что при реализации «умного города», как правило, требуется разместить на достаточно большой территории огромное количество устройств. Крайне важно при этом не только обеспечить эффективное управление этими устройствами, но и разумно распорядиться своими финансовыми ресурсами при их внедрении.

Для таких условий компания Advantech предложила программно-аппаратное решение, сочетающее возможности LoRa для дальней связи и преимущества облачной платформы Arm Mbed (рис. 1). С помощью сервиса Arm Mbed Cloud Device Management, предназначенного для управления устройствами, системные интеграторы могут легко и быстро добавлять в системы самые разные функции, включая сбор данных и удаленный мониторинг. Облачная платформа Arm Mbed дает им в руки решение для разработки удобной панели инструментов, которые позволяют представлять данные в виде рисунков, таблиц или простого текста. Подобные панели инструментов можно разработать и для пользователей: абоненты коммунальных служб могут использовать поддерживаемые браузером устройства, например, для проверки своего энергопотребления и выставления счетов на основе данных, полученных от интеллектуальных средств контроля и измерения. Более того, облачная платформа Arm Mbed создает логические правила для запуска коротких сообщений в рамках системы биллинга или управления системой тревожных оповещений alArm.

Решение Advantech для «умного города»

Рис. 1. Решение Advantech для «умного города»

В рамках «умного города» также необходимо обеспечить постоянную доставку в облако множества небольших пакетов данных. Для этого компания Advantech предлагает использовать беспроводную связь LoRa. Этот протокол связи отличается низким энергопотреблением, небольшой стоимостью обслуживания и надежной передачей данных на большие расстояния. Для развертывания беспроводных сенсорных узлов Advantech предлагает использовать модуль беспроводной связи WISE-1510, а для беспроводных шлюзов IoT — WISE-3610. Оба этих устройства основаны на упрощенной структуре RISC с применением процессоров архитектуры Arm (или микропроцессоров) и поддерживают сеть передачи данных Lora.


Решение Advantech для «умного города»:

  • обеспечивает крупномасштабный сбор, мониторинг и анализ данных в реальном времени, что позволяет предоставлять отчеты, составлять планы работы и в итоге создавать новые, более эффективные бизнес-модели;
  • обеспечивает безопасное подключение огромного количества устройств с простой интеграцией и низким энергопотреблением, а также действенное управление ими;
  • использует надежный и экономичный метод организации связи для передачи данных на большие расстояния и снижает общую стоимость эксплуатации IoT-системы;
  • предоставляет возможности для сбора и анализа больших данных, что позволяет обеспечить понимание текущей ситуации для выработки разумной и оптимальной политики экономии ресурсов и для создания более «умного» и экологичного города.

 

Сервис Arm Mbed End-to-end Security: решение для «умного» производства

Одна из основных тенденций четвертой промышленной революции — подключение огромного количества устройств и других производственных ресурсов (машин, производственного и технологического оборудования и т. п.) к Интернету или даже к облаку. Это позволяет повысить эффективность предприятия и качество продукции. Однако необходимо и решение по безопасности, которое обеспечит защиту системы на всех уровнях. На «умном» производстве установлено много датчиков, которые собирают данные о функционировании производственного и технологического оборудования, такие как показатели вибрации двигателя, значения pH (кислотности), давления, температуры, влажности и др. Анализ собранных данных позволяет оценить и состояние бизнеса в целом. Комплексное решение по безопасности обеспечит защиту данных от утечки и попадания в руки злоумышленника в процессе их сбора, передачи или хранения. Кроме того, поскольку «умное» производство часто загружает ПО из облака или вносит в него изменения с помощью облачной платформы управления, ключевыми для безопасности в области «Интернета вещей» являются безопасные обновления ПО.

Управление платформой Arm Mbed Security осуществляется из облака, но обеспечивается устройством на основе Arm TrustZone, которое разделяет защищенный и незащищенный «миры» непосредственно на аппаратном уровне и не позволяет незащищенному ПО получить прямой доступ к защищенным ресурсам. Внутри процессора ПО находится либо в защищенном «мире», либо в незащищенном, а переключение между двумя «мирами» (отладка) выполняется и контролируется ПО (процессорное ядро ARM Cortex-A) или базовой логикой (процессорное ядро ARM Cortex-M). Эта концепция была расширена за пределы процессора, чтобы включить в нее память, ПО, шину и периферийные устройства в системе на кристалле (SoC), тем самым обеспечив основу для обще­системной безопасности, охватывающей программно-аппаратное обеспечение, периферийные устройства и порты ввода-вывода.

Решение Advantech для «умного» производства

Рис. 2. Решение Advantech для «умного» производства

Сенсорный узел на основе WISE-1520 компании Advantech и IoT-шлюз WISE-3620 используют процессоры Cortex и включают TrustZone и другие технологии безопасности, предоставляемые Arm Mbed (рис. 2). Архитектура Arm «снизу вверх», усиленная экосистемным партнерством Advantech, обеспечивает оптимальные интеграцию, масштабируемость и безопасность для «умных» производств и других применений IoT, в которых критически важна безопасность.


Преимущества решения с использованием Arm Mbed Security:

  • Аппаратная защита Arm обеспечивает сквозную защиту корневого устройства, от чипа до облака, предоставляя надежные соединение, доступ к облаку и передачу данных.
  • Wi-Fi — наиболее выгодный вариант беспроводной связи для доставки небольших пакетов данных в интеллектуальной индустриальной среде.
  • Клиенты могут разрабатывать собственные решения по безопасности на основе этой платформы.

 

Сервис Arm Mbed Cloud Software Update: решение для «умного» сельского хозяйства

В свое время к компании Advantech обратилась одна международная компания, занимающаяся сельско­хозяйственными технологиями, чтобы разработать план пилотного проекта по дистанционному мониторингу окружающей среды и погодных условий на полях. В рамках проекта необходимо было развернуть интеллектуальные системы fArming на 1500 рисовых полях в четырех странах Азиатско-Тихоокеанского региона. Для этого требуется установить многочисленные датчики на обширной территории. При таких условиях важными факторами, которые следует учитывать, становятся снижение затрат на развертывание, эксплуатацию и обслуживание сетей датчиков, а также увеличение срока службы устройств и улучшение покрытия зоны мониторинга беспроводной связью.

Программно-аппаратное решение на базе Arm (рис. 3), предложенное Advantech, позволяет упростить подключение и ввод в эксплуатацию устройств, а также обновление ПО. Сервисы по обновлению ПО (включая обновление программно-аппаратного обеспечения, операционной системы и приложений) реализованы на платформе управления Mbed Cloud. Такой подход особенно полезен в случае, когда IoT-системы охватывают широкие территории и для более точных результатов измерений часто требуются калибровка и корректировка датчиков.

Решение Advantech для «умного» сельского хозяйства

Рис. 3. Решение Advantech для «умного» сельского хозяйства

Поскольку в рамках упомянутого проекта полив будет запускаться автоматически, система будет включать датчики для сбора данных о наличии и температуре воды, а также о температуре и влажности воздуха. Благодаря развертыванию беспроводной связи и разработке приложений компания fArmers сможет удаленно наблюдать за своими полями и урожаем через панель управления на компьютерах, смартфонах и других мобильных устройствах с поддержкой браузера. Если отслеживаемые условия будут признаны благоприятными для размножения тех или иных вредителей, которые могут привести к потере урожая, на персональное устройство fArmer будет отправлено соответствующее предупреждение. В рамках данного проекта компания Advantech предложила использовать WISE-1510 для сенсорных узлов и WISE-3610 — для IoT-шлюзов, а также сервисы обновления ПО на основе Arm Mbed Cloud и беспроводную связь LoRa.


Преимущества решения для «умного» сельского хозяйства:

  • Надежная передача данных на большие расстояния (LoRa) снижает расходы на связь и энергию.
  • Удаленное обновление ПО устраняет необходимость в ручной калибровке и исправлении датчиков, сокращая трудозатраты и расходы на техническое обслуживание, и обеспечивает длительный срок службы изделия.
  • Интеллектуальное сельское хозяйство снижает производственные затраты при одновременном повышении производительности и продуктивности сельскохозяйственного предприятия.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *