Le caratteristiche più importanti
Nel 2017, su Habré è apparsa una nota: “" Nel 2018 il Comitato tecnico “Sistemi ciberfisici” :
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 delle cose industriale", GOST R "Tecnologie dell'informazione. Internet delle cose. Protocollo di scambio Internet delle cose a banda stretta (NB-FI)."
A febbraio 2019 dell'anno PNST-2019 “Tecnologie dell'informazione. Internet delle cose. Protocollo di trasmissione dati wireless basato sulla modulazione a banda stretta del segnale radio NB-Fi. È entrato in vigore il 1 aprile 2019 e terminerà il 1 aprile 2022. Durante i tre anni di validità, lo standard preliminare deve essere testato nella pratica, deve essere valutato il suo potenziale di mercato e devono essere preparate modifiche allo standard.
Nei media, il documento è attivamente posizionato come "il primo standard IoT nazionale della Federazione Russa, con la prospettiva di diventare uno standard internazionale", e come esempio viene citato il "VAVIOT" implementato su NB-Fi. .
Uhhh. Quanti collegamenti ci sono in un testo così breve? Qui — al testo dello standard preliminare nella prima edizione per coloro che sono troppo pigri con Google. È meglio esaminare le caratteristiche prestazionali dello standard in questo documento, non le menzioneremo nell'articolo.
Informazioni sugli standard di trasferimento dati IoT
Su Internet si possono trovare circa 300 protocolli/tecnologie per la trasmissione di dati tra dispositivi classificabili come IoT. Viviamo in Russia e lavoriamo sul B2B, quindi in questa pubblicazione ne toccheremo solo alcuni:
- NB-IoT
Standard cellulare per dispositivi di telemetria. Uno dei tre implementati nelle reti LTE Advanced: NB-IoT, eMTC ed EC-GSM-IoT. I tre grandi operatori cellulari della Federazione Russa nel 2017-2018 hanno implementato sezioni di reti che lavorano con NB-IoT. Gli operatori non dimenticano eMTC ed EC-GSM-IoT, ma non li evidenzieremo separatamente ora.
- LoRa
Opera su frequenze senza licenza. Lo standard è ben descritto nell’articolo di fine 2017 “Cos’è LoRaWan” su Habré. Vive con chip Semtech.
- "rapido"
Opera su frequenze senza licenza. Fornitore nazionale di soluzioni per l'edilizia abitativa, i servizi comunali e altri settori. Utilizza il proprio protocollo XNB. Stanno parlando della produzione in Russia, ma promettono di garantire la produzione in serie di chip in Russia solo nel 2020, mentre vivono di ON Semiconductor (ON Semiconductor AX8052F143).
- NB-Fi fresco
Opera su frequenze senza licenza. Utilizza lo stesso chip ON Semiconductor AX8052F143 di "Strizh", le caratteristiche prestazionali sono simili, ci sono anche annunci sulla produzione dei propri chip in Russia. In generale, la relazione può essere rintracciata. Il protocollo è aperto.
Informazioni sull'integrazione con la fatturazione
Per coloro che hanno provato a costruire da soli una "casa intelligente", diventa subito ovvio che l'utilizzo di sensori di diversi produttori è notevolmente complicato. Anche se su due dispositivi vediamo la stessa iscrizione sulla tecnologia di comunicazione, si scopre che non vogliono comunicare tra loro.
Nel segmento B2B la situazione è simile. Gli sviluppatori di protocolli e chip vogliono fare soldi. Avviando un progetto con LoRa, dovrai comunque acquistare attrezzature su chip Semtech. Prestando attenzione a un produttore nazionale, è possibile ottenere l'acquisto di servizi e stazioni base e, in futuro, con il successo del lancio della produzione di chip in Russia, potenzialmente l'attrezzatura/elemento base potrà essere acquistata solo da un numero limitato di fornitori .
Lavoriamo con apparecchiature di telecomunicazione ed è normale per noi ricevere dati di telemetria delle apparecchiature, aggregarli, normalizzarli e trasmetterli ulteriormente a vari sistemi informativi. Forward TI (Traffic Integrator) è responsabile di questo blocco di lavoro. In genere appare così:
In caso di espansione delle esigenze dei clienti per la raccolta dati, vengono collegati moduli aggiuntivi:
Il tasso di crescita stimato del mercato dei dispositivi IoT è del 18-22% annuo nel mondo e fino al 25% in Russia. Ad aprile, all’IoT Tech Spring 2019 a Mosca, Andrei Kolesnikov, direttore dell’Associazione Internet of Things, aveva annunciato una crescita annua del 15-17%, ma su Internet circolano informazioni diverse. Al RIF di aprile 2019, le diapositive hanno fornito dati sulla crescita annuale del mercato russo dell'Internet of Things del 18% fino al 2022, e lì è stato indicato il volume del mercato russo nel 2018: 3.67 miliardi di dollari. Significativamente, nella stessa diapositiva è stato menzionato anche il motivo dell'articolo di oggi "Il primo documento russo sulla standardizzazione nel campo dell'IoT è stato approvato...". A nostro avviso, esiste una reale necessità di integrare regolarmente le stazioni base UNB/LPWAN e i server di telecomunicazione nei sistemi di fatturazione.
pensiero
Prima linea
Il protocollo di trasferimento dei dati o l'implementazione della funzione di trasporto in generale non avrà molta importanza (stiamo parlando ancora del fatto che l'IoT non è solo un ferro connesso a Internet, ma un'infrastruttura o un ecosistema). I dati verranno raccolti da dispositivi completamente diversi e anche il carico utile sarà diverso. È improbabile che un fornitore di energia elettrica costruisca una rete di raccolta dati, un fornitore di gas la sua seconda rete, un servizio di trattamento delle acque reflue una terza, ecc. Ciò non è razionale e sembra improbabile.
Ciò significa che in un luogo condizionato la rete sarà organizzata secondo un principio e un'organizzazione raccoglierà i dati. Chiamiamo tale organizzazione un operatore aggregatore di dati.
Un operatore aggregatore può essere un dipartimento di servizi che trasferisce solo dati o un intermediario a pieno titolo che si occupa di tutte le complessità della tariffazione, dell'organizzazione del pagamento per i servizi forniti e dell'interazione con i clienti finali e i fornitori di servizi.
Molte volte ho visto persone raccogliere 5 ricevute dalla loro casella di posta ogni mese; questa situazione mi è familiare. Ricevuta separata per gas, separata per elettricità, separata per riparazioni importanti, separata per acqua, separata per manutenzione casa. E questo senza contare il pagamento delle fatture mensili che esistono solo online: pagamento per l'accesso a Internet, telefoni cellulari, abbonamenti a vari servizi di fornitori di contenuti. In alcuni posti puoi impostare il pagamento automatico, in altri no. Ma la situazione generale è tale che sta già diventando una tradizione: sedersi una volta al mese e pagare tutte le fatture, il processo può durare mezz'ora o un'ora, e se ancora una volta qualcosa nei sistemi informativi dei fornitori non funziona glitch, quindi devi posticipare parte dei pagamenti a un altro giorno. Preferirei interagire con un fornitore di servizi su tutte le questioni, piuttosto che dividere la mia attenzione tra una dozzina di servizi e siti di pagamento. Le banche moderne semplificano la vita, ma non del tutto.
Pertanto, la raccolta automatica dei dati sui servizi consumati e il trasferimento del pagamento per i servizi al cliente finale in un'unica "finestra" è un vantaggio. La suddetta raccolta dati tramite gli integratori di traffico, come il nostro Forward TI, è solo la punta dell’iceberg. Il traffic integrator rappresenta la prima linea attraverso la quale verranno raccolti i dati di telemetria e il payload e, a differenza dei provider che tengono al volume del consumo di traffico stesso, nell’IoT verrà data priorità al payload.
Prendiamo un esempio ravvicinato dalle telecomunicazioni per vedere cosa fa la prima linea. C'è un operatore che fornisce servizi di comunicazione. C'è una chiamata della durata di 30 minuti. 15 minuti di chiamate in un giorno, 15 negli altri. La centrale telefonica di confine della giornata divideva la chiamata e la registrava in 2 CDRa, facendo sostanzialmente due chiamate su una. TI, sulla base di prove indirette, incollerà tale chiamata e trasmetterà i dati su una chiamata al sistema tariffario, sebbene i dati provenissero da circa due apparecchiature. A livello di raccolta dati deve esistere un sistema in grado di risolvere tali collisioni. Ma il prossimo sistema dovrebbe ricevere dati già normalizzati.
Le informazioni nell'integratore del traffico non sono solo normalizzate, ma anche arricchite. Altro esempio: la centrale telefonica non riceve i dati per la tariffazione zonale, ma noi sappiamo da quale località è stata effettuata la chiamata e TI aggiunge informazioni sulle zone tariffarie geografiche ai dati che trasmette al successivo sistema informativo. Allo stesso modo, è possibile inserire eventuali parametri calcolati. Questo è un esempio di semplice zonizzazione o arricchimento dei dati.
Un'altra funzione di un integratore di traffico è l'aggregazione dei dati. Esempio: i dati provengono dalle apparecchiature ogni minuto, ma TI invia i dati al sistema contabile ogni ora. Nel sistema contabile rimangono solo i dati necessari per la tariffazione e la fatturazione; invece di 60 registrazioni, ne viene effettuata una sola. In questo caso, viene eseguito il backup dei dati “grezzi” nel caso in cui debbano essere elaborati.
Seconda riga
Continuiamo a sviluppare l’idea di un aggregatore che sia diventato un intermediario a tutti gli effetti. Tale operatore manterrà la rete di raccolta dati e separerà telemetria e carico utile. La telemetria verrà utilizzata per le proprie esigenze, mantenendo la rete di raccolta dati in buone condizioni, e il carico utile verrà elaborato, arricchito, normalizzato e trasferito ai fornitori di servizi.
Un momento di autopromozione, perché è più facile illustrare utilizzando il proprio software che fare esempi astratti.
Su questa riga, l'aggregatore utilizza nel suo inventario:
- Fatturazione, che tiene conto della ricezione dei dati preparati da TI, collegandoli ai consumatori registrati (abbonati), fissando il prezzo corretto di questi dati in conformità con il piano tariffario utilizzato, generando fatture e ricevute, ricevendo fondi dagli abbonati e pubblicandoli sul conti e saldi adeguati.
- PC (Catalogo Prodotti) per la creazione di offerte di pacchetti complessi e la gestione dei servizi facenti parte di tali pacchetti, impostando regole per il collegamento di servizi aggiuntivi.
- BMS (Balance Manager), questo sistema dovrà essere multibilancio, richiederà una gestione flessibile delle cancellazioni per vari servizi, consentirà inoltre di utilizzare diversi sistemi di fatturazione specializzati al servizio dei singoli servizi e l'aggregazione dei calcoli ricevuti da loro in relazione al saldo generale del sottoscrittore.
- eShop per interagire con i consumatori finali, creare una vetrina pubblica di servizi, fornire l'accesso al proprio Account Personale con tutte le chicche moderne come statistiche sull'utilizzo dei servizi, cambio di servizi online, richieste di nuovi servizi.
- Automazione BPM (Business Processes) dei processi aziendali dell'aggregatore finalizzata sia al servizio degli abbonati che all'interazione con i fornitori di servizi.
terza riga
È qui che inizia il divertimento, dal mio punto di vista.
In primo luogo, vi è la necessità di sistemi di classi PRM (Partner Management System), che consentiranno una gestione flessibile degli schemi di agenzia e partnership. Senza un tale sistema sarà difficile gestire il lavoro di partner e fornitori.
In secondo luogo, è necessario il DWH (Data Warehouse) per l'analisi. C'è spazio per espandersi con BigData sulla telemetria e sui dati del carico utile, e ciò includerà anche la creazione di vetrine per strumenti BI e analisi di vari livelli.
In terzo luogo, e come ciliegina sulla torta, potete integrare il complesso con un sistema di previsione come Forward Forecast. Questo sistema consentirà di addestrare il modello matematico alla base del sistema, segmentare la base abbonati e generare previsioni di consumo e comportamento degli abbonati.
Nel loro insieme emerge un'architettura informativa dell'operatore aggregatore piuttosto complessa.
Perché evidenziamo tre righe nell'articolo e non le combiniamo? Il fatto è che un sistema aziendale di solito si preoccupa di diversi parametri aggregati. Il resto è necessario per il monitoraggio, la manutenzione, l'analisi dei report e le previsioni. Sono necessarie informazioni dettagliate per la sicurezza e i Big Data, perché spesso non sappiamo quali parametri e con quali criteri gli analisti vanno ad analizzare i Big Data, quindi tutti i dati vengono trasferiti a DWH nella loro forma originale.
Nei sistemi aziendali con funzioni di gestione - fatturazione, PRM, alcuni parametri provenienti dalle apparecchiature, la telemetria non sono più necessari. Pertanto, filtriamo e rimuoviamo i campi non necessari. Se necessario arricchiamo i dati secondo alcune regole, li aggreghiamo e infine li normalizziamo per il trasferimento ai sistemi aziendali.
Quindi risulta che la prima riga raccoglie i dati grezzi per la terza riga e li adatta per la seconda. Il secondo funziona con dati normalizzati e garantisce le attività operative dell'impresa. La terza permette di individuare i punti di crescita partendo dai dati grezzi.
Cosa ci aspettiamo dal futuro e dagli aspetti economici dei progetti IoT
Innanzitutto sull’economia. Abbiamo scritto sopra del volume del mercato. Sembra che siano già coinvolti molti soldi. Ma abbiamo visto come gli aspetti economici dei progetti che hanno cercato di realizzare con il nostro aiuto o che siamo stati invitati a valutare non quadravano. Ad esempio, stavamo cercando di creare un MVNO per M2M utilizzando le carte SIM per raccogliere i dati di telemetria da un certo tipo di apparecchiatura. Il progetto non è stato lanciato perché il modello economico si è rivelato impraticabile.
Le grandi organizzazioni di telecomunicazioni si stanno spostando nel mercato dell'IoT: dispongono di infrastrutture e tecnologie già pronte. Ci sono parecchi nuovi abbonati umani in Russia. Ma il mercato dell’IoT offre eccellenti opportunità di crescita e di estrazione di profitti aggiuntivi dalle loro reti. Mentre lo standard nazionale preliminare viene testato, mentre le piccole aziende entusiaste scelgono diverse opzioni per implementare UNB/LPWAN, le grandi aziende investiranno fondi per conquistare il mercato.
Riteniamo che col tempo uno standard/protocollo di trasmissione dei dati inizierà a prevalere, proprio come è avvenuto con le comunicazioni cellulari. Successivamente i rischi diminuiranno e le attrezzature diventeranno più accessibili. Ma a quel punto il mercato potrebbe essere già stato conquistato per metà.
Le persone comuni si abituano al servizio; si sentono a proprio agio quando i dispositivi automatizzati tengono conto di acqua, gas, elettricità, Internet, fognature, riscaldamento e garantiscono il funzionamento di allarmi di sicurezza e antincendio, pulsanti antipanico e videosorveglianza. Le persone matureranno verso l’uso massiccio dell’IoT nel settore dell’edilizia abitativa e dei servizi comunali nei prossimi 2-5 anni. Ci vorrà ancora un po’ per affidare ai robot un frigorifero e un ferro da stiro, ma anche quel tempo non è lontano.
Preoccupazioni
Lo standard nazionale preliminare NB-Fi è stato annunciato a gran voce come contendente per il riconoscimento internazionale. Tra i vantaggi vi sono il basso costo dei trasmettitori radio per i dispositivi e la possibilità della loro produzione in Russia. Già nel 2017, il già citato articolo su Habré annunciava:
Una stazione base dello standard NB-FI costerà circa 100-150 mila rubli, un modulo radio per collegare un dispositivo alla rete - circa 800 rubli, il costo dei controller per la raccolta e la trasmissione di informazioni dal contatore - fino a 200 rubli , il costo di una batteria: 50-100 rubli.
Ma per ora questi sono solo progetti e infatti una parte importante degli elementi base dei dispositivi viene prodotta all'estero. Nel PNST stesso, ON Semiconductor AX8052F143 è esplicitamente dichiarato.
Mi auguro che il protocollo NB-Fi sia veramente aperto e accessibile, senza speculazioni sulla sostituzione e imposizione delle importazioni. Diventerà un prodotto competitivo.
L’IoT è di moda. Ma dobbiamo ricordare che, prima di tutto, "Internet delle cose" non riguarda la suddivisione in dettagli e l'invio di dati al cloud da tutto ciò che è possibile. “Internet of Things” sull’infrastruttura e l’ottimizzazione Machine-to-Machine. La raccolta dati wireless dai contatori elettrici non è di per sé IoT. Ma la distribuzione automatizzata dell'elettricità ai consumatori da diverse fonti - fornitori pubblici e privati - per l'intera area popolata è già simile al concetto originale dell'Internet delle cose.
Su quale standard baseresti la tua rete di raccolta dati? Hai qualche speranza per NB-Fi? Vale la pena investire nello sviluppo di sistemi di fatturazione per la raccolta dati da dispositivi di questo standard? Forse ha partecipato alla realizzazione di progetti IoT? Condividi la tua esperienza nei commenti.
E buona fortuna!
Fonte: habr.com