In breve, i punti principali
Nel 2017 su Habr è apparso un articolo “”. Nel 2018 il comitato tecnico “Sistemi Cyberfisici” :
GOST R “Tecnologie dell'informazione. Internet delle cose. Termini e definizioni”,
GOST R “Tecnologie dell'informazione. Internet delle cose. Architettura di riferimento dell'Internet delle cose e dell'Internet industriale”, GOST R “Tecnologie dell'informazione. Internet delle cose. Protocollo di scambio per l'Internet delle cose nello spettro di frequenza ridotto (NB-FI)”.
Nel febbraio 2019 PNST-2019 “Tecnologie dell'informazione. Internet delle cose. Protocollo di trasmissione dati wireless basato sulla modulazione del segnale radio a banda stretta NB-Fi”. A partire dal 1 aprile 2019 è entrato in vigore e terminerà la sua validità il 1 aprile 2022. Nei tre anni di validità, il regolamento provvisorio deve essere testato in pratica, deve essere valutato il suo potenziale di mercato e devono essere preparate le modifiche al regolamento.
Nei media, il documento è attivamente posizionato come il “primo standard nazionale IoT della Federazione Russa, con l'aspettativa di diventare uno standard internazionale” e si cita, ad esempio, il progetto realizzato su NB-Fi “VAVIoT”. .
Ohhh. Quanti link in un testo così breve. Ecco — al testo del primo progetto di standard per coloro che non hanno voglia di cercare su Google. Le specifiche tecniche dello standard è meglio consultarle in questo documento, non le menzioneremo nell'articolo.
Sui standard di trasmissione dei dati IoT
In rete si possono trovare circa 300 protocolli/tecnologie di trasmissione dei dati tra dispositivi che possono essere classificati nell'ambito dell'IoT. Viviamo in Russia, lavoriamo nel B2B, quindi nell'articolo toccheremo solo alcuni di questi:
- NB-IoT
Standard di comunicazione cellulare per dispositivi di telemetria. Uno dei tre che vengono implementati nelle reti LTE Advanced — NB-IoT, eMTC ed EC-GSM-IoT. I tre grandi operatori di telefonia mobile della Federazione Russa hanno sviluppato nel 2017-2018 sezioni di reti che funzionano con NB-IoT. Gli operatori non dimenticano eMTC ed EC-GSM-IoT, ma non li evidenzieremo separatamente ora.
- LoRa
Funziona su frequenze non licenziate. Il standard è ben descritto in un articolo della fine del 2017 "Cos'è LoRaWan" su Habré. Si basa sui chip Semtech.
- "Strizhi"
Funziona su frequenze non licenziate. Fornitore domestico di soluzioni per i servizi pubblici e altri settori. Utilizza il proprio protocollo XNB. Si parla di produzione in Russia, ma promettono di garantire la produzione di massa di chip in Russia solo nel 2020, mentre attualmente si basano su ON Semiconductor (ON Semiconductor AX8052F143).
- Fresh NB-Fi
Funziona su frequenze non licenziate. Usa lo stesso chip ON Semiconductor AX8052F143 come "Strizhi", le specifiche tecniche sono simili, ci sono anche annunci di produzione di chip propri in Russia. In generale, si nota una connessione. Il protocollo è aperto.
Sull'integrazione con i sistemi di fatturazione
Per chi ha cercato di costruirsi una "smart home", diventa rapidamente evidente che l'uso di sensori di diversi produttori è notevolmente complicato. Anche se su due dispositivi leggiamo la stessa etichetta sulla tecnologia di comunicazione, si scopre che non vogliono comunicare tra di loro.
Nel segmento B2B la situazione è analoga. I produttori di protocolli e chip vogliono guadagnare. Iniziare un progetto con LoRa richiederà comunque l'acquisto di hardware basato sui chip Semtech. Prestando attenzione ai produttori nazionali, è possibile ottenere in aggiunta l'acquisto di servizi e stazioni base e, in futuro, con un avvio riuscito della produzione di chip in Russia, sarà possibile acquistare potenzialmente l'hardware/base di componenti solo da un numero limitato di fornitori.
Noi lavoriamo con attrezzature telecom e per noi è consueto ricevere dati sulla telemetria dell'attrezzatura, aggregarli, normalizzarli e trasferirli ad altri sistemi informativi. Questo blocco di lavoro è gestito da Forward TI (Traffic Integrator). In genere, si presenta così:
In caso di ampliamento delle esigenze del cliente per la raccolta dei dati, si collegano moduli aggiuntivi:
La crescita prevista del mercato dei dispositivi IoT è del 18-22% all'anno a livello globale e fino al 25% in Russia. Ad aprile, durante IoT Tech Spring 2019 a Mosca, Andrey Kolesnikov, direttore dell'Associazione Internet delle Cose, ha dichiarato una crescita annuale del 15-17%, ma ci sono informazioni diverse in rete. Al RIF nell'aprile 2019, sono stati presentati dati su una crescita annuale del mercato russo di Internet delle Cose del 18% fino al 2022; è stato altresì menzionato che il volume del mercato russo era di $3,67 miliardi nel 2018. Caratteristicamente, nello stesso slide si accennava anche al motivo di questo articolo: «È stato approvato il primo documento russo per la standardizzazione nel campo dell'IoT…». A nostro avviso, è già emersa un'esigenza reale di integrare regolarmente le stazioni base UNB/LPWAN e i server di telecomunicazioni nei sistemi di fatturazione.
Riflessioni
Prima linea
Il protocollo di trasferimento dei dati o l'implementazione della funzione di trasporto non avranno grande importanza (torniamo a dire che l'IoT non è semplicemente un ferro da stiro collegato a Internet, ma un'infrastruttura o un'ecosistema). I dati saranno raccolti da dispositivi completamente diversi e i payload saranno anch'essi vari. È improbabile che una compagnia fornitrice di energia costruisca una rete di raccolta dati, una fornitrice di gas una sua seconda rete, un servizio di drenaggio una terza, e così via. Non è razionale e appare poco probabile.
Quindi, in una determinata località, sarà organizzata una rete secondo un unico principio e i dati saranno raccolti da un'unica organizzazione. Chiamiamo questa organizzazione operatore aggregatore di dati.
L'operatore aggregatore può essere un servizio che si occupa solo del trasferimento dei dati, oppure un intermediario completo che si assume tutte le complessità relative alla tariffazione, all'organizzazione del pagamento dei servizi forniti, e all'interazione con i clienti finali e i fornitori di servizi.
Ho visto molte volte persone tirare fuori dalla cassetta della posta cinque ricevute al mese, e questa situazione è familiare anche a me. Una ricevuta per il gas, una per l'elettricità, una per la manutenzione straordinaria, una per l'acqua, e una per la manutenzione della casa. Senza contare i pagamenti mensili che esistono solo online — come il pagamento per l'accesso a internet, i cellulari, e gli abbonamenti a vari servizi di fornitori di contenuti. In alcuni casi è possibile impostare il pagamento automatico, in altri no. Ma la situazione generale è che sta diventando una tradizione — sedersi una volta al mese e pagare tutte le bollette, un processo che può allungarsi da mezz'ora a un'ora, e se ancora una volta qualcosa si blocca nei sistemi informativi dei fornitori, è necessario posticipare parte dei pagamenti a un altro giorno. Preferirei interagire con un unico fornitore di servizi per tutte le questioni, piuttosto che dividere l'attenzione tra decine di bollette e siti. Le banche moderne semplificano la vita, ma non completamente.
Quindi, la raccolta automatica dei dati sui servizi consumati e il trasferimento per il cliente finale dei pagamenti dei servizi in un'unica "finestra" è un vantaggio. La raccolta dei dati tramite il traffico degli integratori, come il nostro Forward TI, è solo la punta dell'iceberg. L'integratore di traffico rappresenta la prima linea attraverso cui verranno raccolti i dati di telemetria e il payload. A differenza dei fornitori che si concentrano solo sul volume del traffico consumato, nell'IoT la priorità sarà data al payload.
Consideriamo un esempio dal settore delle telecomunicazioni per spiegare di cosa si occupa il primo livello. C'è un operatore che offre servizi di comunicazione. Viene effettuata una chiamata della durata di 30 minuti. 15 minuti della chiamata rientrano in un giorno, i restanti 15 in un altro. La centralina telefonica alla fine dei giorni ha diviso la chiamata e l'ha registrata in 2 CDR, essenzialmente trasformando una chiamata in due. Il TI, sulla base di indizi indiretti, unirà questa chiamata e invierà al sistema di tariffazione i dati relativi a una sola chiamata, anche se dai dispositivi sono arrivati dati su due chiamate. A livello di raccolta dati, dovrebbe esserci un sistema in grado di risolvere tali collisioni.
Le informazioni nel traffico integrator non solo vengono normalizzate, ma anche arricchite. Un altro esempio: dalla centralina telefonica non vengono ricevuti dati per la tariffazione zonale, ma sappiamo da quale posizione è stata effettuata la chiamata e il TI aggiunge informazioni sulle zone geografiche di tariffazione nei dati che invia al successivo sistema informativo. Allo stesso modo, possono essere inseriti parametri calcolati. Questo è un esempio di semplice zonazione o arricchimento dei dati.
Un'altra funzione dell'integratore di traffico è l'aggregazione dei dati. Esempio: i dati provengono dall'apparecchiatura ogni minuto, ma nel sistema di contabilità TI vengono inviati dati una volta all'ora. Nel sistema di contabilità rimangono solo i dati necessari per la fatturazione, invece di 60 registrazioni ne viene creata solo una. Inoltre, avviene il backup dei dati "grezzi" nel caso ci fosse necessità di elaborazione.
Seconda linea
Continuiamo a sviluppare l'idea di un aggregatore che diventa un mediatore completo. Tale operatore gestirà la rete di raccolta dati e separerà la telemetria dal carico utile. La telemetria sarà utilizzata per scopi interni, per mantenere la rete di raccolta dati funzionante, mentre il carico utile verrà elaborato, arricchito, normalizzato e trasmesso ai fornitori di servizi.
Un momento di auto-pubblicità, perché è più facile illustrare con il proprio software che inventare esempi astratti.
Su questa linea, l'aggregatore utilizza nel suo inventario:
- Fatturazione che tiene conto delle entrate dei dati preparati da TI, collegandole ai consumatori (abbonati) registrati, tarificazione corretta di questi dati in base al piano tariffario utilizzato, generazione di fatture e ricevute, accettazione di pagamenti da parte degli abbonati e contabilizzazione sui rispettivi conti e saldi.
- PC (Catalogo Prodotti) per la creazione di offerte pacchetto complesse e la gestione dei servizi inclusi in questi pacchetti, impostazione delle regole per l'attivazione di servizi aggiuntivi.
- BMS (Balance Manager), questo sistema deve necessariamente essere multi-bilanciato, richiederà una gestione flessibile dei prelievi per vari servizi, inoltre permetterà l'utilizzo di più sistemi di fatturazione specializzati per singoli servizi e l'aggregazione dei calcoli ottenuti per il bilancio totale dell'abbonato.
- eShop per l'interazione con i consumatori finali, creazione di una vetrina pubblica dei servizi, accesso al Pannello Personale con tutte le moderne funzionalità come statistiche sull'uso dei servizi, attivazione dei servizi online, richieste per nuovi servizi.
- L'automazione dei BPM (Processi Aziendali) è progettata per gestire i processi aziendali degli aggregatori, sia per il servizio ai clienti che per l'interazione con i fornitori di servizi.
Terzo livello
Qui inizia la parte più interessante secondo il mio punto di vista.
In primo luogo, sorge la necessità di sistemi PRM (Partner Management System) che consentano una gestione flessibile delle schemi agenziali e partner. Senza un tale sistema, sarà difficile gestire il lavoro dei partner e dei fornitori.
In secondo luogo, c'è la necessità di un DWH (Data Warehouse) per l'analisi. Qui c'è molto spazio per la Big Data nei dati di telemetria e di carico utile; qui si procederà anche alla creazione di dashboard per strumenti BI e analisi di vari livelli.
In terzo luogo, e come ciliegina sulla torta, si può integrare un sistema per la previsione come il Forward Forecast. Questo sistema permetterà di addestrare un modello matematico alla base del sistema, segmentare la base abbonati e generare previsioni sui consumi e comportamenti degli abbonati.
Nel complesso, si delinea un'architettura informativa piuttosto complessa per l'operatore aggregatore.
Perché evidenziamo tre linee nell'articolo anziché unirle? Questo perché a un sistema aziendale interessano generalmente diversi parametri aggregati. Gli altri servono per il monitoraggio, la manutenzione, l'analisi dei report e la previsione. Informazioni dettagliate sono necessarie per la sicurezza e il Big Data, poiché spesso non sappiamo quali parametri e con quali criteri analizzare nei Big Data, quindi nel DWH vengono trasferiti tutti i dati nella loro forma originale.
Nei sistemi aziendali con funzioni di gestione – billing, PRM – non è più necessario avere alcuni parametri provenienti dall'attrezzatura e dalla telemetria. Pertanto, filtriamo i campi superflui e li rimuoviamo. Se necessario, arricchiamo i dati seguendo certe regole, aggregando e infine normalizzando per il trasferimento nei sistemi aziendali.
Pertanto, si arriva al fatto che la prima linea raccoglie dati grezzi per la terza linea e li adatta per la seconda. La seconda lavora con dati normalizzati e garantisce l'attività operativa dell'impresa. La terza permette di estrarre dai dati grezzi i punti di crescita.
Cosa ci aspettiamo in futuro riguardo all'economia dei progetti IoT
Iniziamo con l'economia. Abbiamo già parlato del volume del mercato. Sembrano essere già coinvolti abbastanza soldi. Ma abbiamo visto come l'economia dei progetti che hanno cercato di realizzarci o per i quali siamo stati invitati a fare una valutazione non funzioni. Ad esempio, abbiamo calcolato la creazione di un MVNO per M2M utilizzando schede SIM per raccogliere telemetria da un certo tipo di attrezzature. Il progetto non è stato lanciato perché il modello economico si è rivelato non sostenibile.
Le grandi organizzazioni telecom stanno entrando nel mercato IoT – hanno infrastrutture e tecnologie pronte. In Russia, ci sono pochi nuovi abbonati umani. Tuttavia, il mercato IoT offre eccellenti opportunità di crescita e di estrazione di profitto aggiuntivo dalle proprie reti. Finché viene testato un standard nazionale preliminare e le piccole aziende entusiasti esplorano diverse opzioni per implementare UNB/LPWAN, le grandi aziende investiranno risorse per conquistare il mercato.
Crediamo che, nel tempo, un certo standard/protocollo di trasmissione dei dati inizierà a dominare, proprio come è avvenuto con la telefonia mobile. Dopo di ciò, i rischi diminuiranno e le attrezzature diventeranno più accessibili. Ma a quel punto, il mercato potrebbe già essere per metà conquistato.
Le persone comuni si abitueranno al servizio, trovando conveniente che i dispositivi automatizzati gestiscano acqua, gas, elettricità, internet, fognatura, riscaldamento, garantendo il funzionamento di sistemi di allerta per sicurezza e incendio, pulsanti di emergenza e videosorveglianza. Le persone saranno pronte per un uso diffuso dell'IoT nel settore dei servizi pubblici nei prossimi 2-5 anni. Ci vorrà un po' di più perché possano fidarsi dei robot per gestire frigorifero e ferro da stiro, ma anche questo tempo non è lontano.
Preoccupazioni
Il previsto standard nazionale NB-Fi è stato annunciato rumorosamente come un candidato per il riconoscimento internazionale. Tra i vantaggi è stata menzionata la bassa costo dei trasmettitori radio per i dispositivi e la possibilità di produrli in Russia. Già nel 2017, nell'articolo menzionato su Habr, era stato annunciato:
La stazione base conforme allo standard NB-FI costerà circa 100-150 mila rubli, il modulo radio per collegare il dispositivo alla rete costerà circa 800 rubli e il costo dei controllori per la raccolta e la trasmissione delle informazioni dal contatore sarà fino a 200 rubli; il costo della batteria sarà di 50-100 rubli.
Ma al momento sono solo piani e una parte cruciale della base di componenti per i dispositivi è prodotta all'estero. Nel PNST è esplicitamente indicato ON Semiconductor AX8052F143.
Ci si augura che il protocollo NB-Fi sia veramente aperto e accessibile, senza speculazioni sull'import substitution e imposizioni. Dovrebbe diventare un prodotto competitivo.
L'IoT è alla moda. Ma bisogna ricordare che, prima di tutto, "internet delle cose" non riguarda l'itemizzazione e l'aggiunta dell'invio di dati nel cloud da tutto ciò che è possibile. L'"internet delle cose" riguarda l'infrastruttura e l'ottimizzazione del Machine-to-Machine. La raccolta dati wireless dai contatori dell'energia elettrica non è di per sé IoT. Ma la distribuzione automatizzata dell'energia elettrica ai consumatori da più fonti — fornitori pubblici e privati — per tutta la comunità sembra già assomigliare al concetto originale di internet delle cose.
Su quale standard baseresti la tua rete di raccolta dati? Riponi qualche speranza nel NB-Fi, vale la pena investire nello sviluppo di sistemi di fatturazione per la raccolta di dati dai dispositivi di questo standard? Hai partecipato a progetti IoT? Condividi la tua esperienza nei commenti.
E buona fortuna!
Fonte: habr.com
