As características mais importantes
Em 2017, apareceu uma nota no Habré: “" Em 2018, o comitê técnico “Sistemas ciberfísicos” :
GOST R “Tecnologias da informação. Internet das Coisas. Termos e definições",
GOST R “Tecnologias da informação. Internet das Coisas. Arquitetura de referência da Internet das coisas e da Internet das coisas industrial", GOST R "Tecnologias da informação. Internet das Coisas. Protocolo de troca de Internet de coisas de banda estreita (NB-FI).
Em fevereiro 2019 do ano PNST-2019 “Tecnologias de informação. Internet das Coisas. Protocolo de transmissão de dados sem fio baseado na modulação de banda estreita do sinal de rádio NB-Fi.” Entrou em vigor em 1º de abril de 2019 e terminará em 1º de abril de 2022. Durante os três anos de validade, a norma preliminar deve ser testada na prática, o seu potencial de mercado deve ser avaliado e devem ser preparadas alterações à norma.
Na mídia, o documento é ativamente posicionado como “o primeiro padrão nacional de IoT da Federação Russa, com perspectiva de se tornar um padrão internacional”, e como exemplo é citado o “VAVIOT” implementado no NB-Fi. .
Uhhhh. Quantos links existem em um texto tão curto? Aqui — ao texto da norma preliminar da primeira edição para quem tem preguiça de pesquisar no Google. É melhor observar as características de desempenho do padrão neste documento, não as mencionaremos no artigo.
Sobre os padrões de transferência de dados IoT
Na Internet, é possível encontrar cerca de 300 protocolos/tecnologias de transmissão de dados entre dispositivos que podem ser classificados como IoT. Vivemos na Rússia e trabalhamos com B2B, por isso nesta publicação abordaremos apenas alguns:
- NB-IdC
Padrão celular para dispositivos de telemetria. Um dos três implementados em redes LTE Advanced - NB-IoT, eMTC e EC-GSM-IoT. As Três Grandes operadoras de celular da Federação Russa em 2017-2018 implantaram seções de redes que trabalham com NB-IoT. As operadoras não se esquecem do eMTC e do EC-GSM-IoT, mas não iremos destacá-los separadamente agora.
- Lora
Opera em frequências não licenciadas. O padrão está bem descrito no artigo do final de 2017 “What is LoRaWan” em Habré. Vive em chips Semtech.
- "Rápido"
Opera em frequências não licenciadas. Fornecedor nacional de soluções para habitação e serviços comunitários e outras indústrias. Usa seu próprio protocolo XNB. Eles estão falando sobre produção na Rússia, mas prometem garantir a produção em massa de chips na Rússia apenas em 2020, enquanto viverem no ON Semiconductor (ON Semiconductor AX8052F143).
- NB-Fi fresco
Opera em frequências não licenciadas. Ele usa o mesmo chip ON Semiconductor AX8052F143 do “Strizh”, as características de desempenho são semelhantes, também há anúncios de produção de seus próprios chips na Rússia. Em geral, a relação pode ser rastreada. O protocolo está aberto.
Sobre integração com faturamento
Para aqueles que tentaram montar uma “casa inteligente” para si próprios, rapidamente se torna óbvio que usar sensores de diferentes fabricantes é significativamente complicado. Mesmo que em dois dispositivos vejamos a mesma inscrição sobre tecnologia de comunicação, acontece que eles não querem se comunicar.
No segmento B2B a situação é semelhante. Os desenvolvedores de protocolos e chips querem ganhar dinheiro. Iniciando um projeto com LoRa, você precisará, de qualquer forma, comprar equipamentos em chips Semtech. Prestando atenção a um fabricante nacional, você pode obter a compra de serviços e estações base e, no futuro, com o lançamento bem-sucedido da produção de chips na Rússia, potencialmente a base de equipamentos/elementos só poderá ser adquirida de um número limitado de fornecedores .
Trabalhamos com equipamentos de telecomunicações e é comum recebermos dados de telemetria de equipamentos, agregar, normalizar e transmitir posteriormente para diversos sistemas de informação. A Forward TI (Traffic Integrator) é responsável por este bloco de trabalho. Normalmente é assim:
No caso de expansão das necessidades dos clientes em coleta de dados, módulos adicionais são conectados:
A taxa de crescimento estimada do mercado de dispositivos IoT é de 18-22% ao ano no mundo e de até 25% na Rússia. Em abril, na IoT Tech Spring 2019 em Moscou, Andrei Kolesnikov, diretor da Associação Internet das Coisas, anunciou um crescimento anual de 15-17%, mas informações diferentes estão circulando na Internet. No RIF de abril de 2019, os slides forneceram dados sobre o crescimento anual do mercado russo de Internet das Coisas em 18% até 2022, e o volume do mercado russo em 2018 foi indicado lá - US$ 3.67 bilhões. Notavelmente, no mesmo slide o motivo do artigo de hoje “O primeiro documento russo sobre padronização na área de IoT foi aprovado...” também foi mencionado. Na nossa opinião, existe uma necessidade real de integrar rotineiramente estações base UNB/LPWAN e servidores de telecomunicações nos sistemas de facturação.
Reflexões
Primeira linha
O protocolo de transferência de dados ou a implementação da função de transporte em geral não importará muito (estamos novamente falando do fato de que a IoT não é apenas um ferro conectado à Internet, mas uma infraestrutura ou ecossistema). Os dados serão coletados de dispositivos completamente diferentes e a carga útil também será diferente. É pouco provável que um fornecedor de electricidade construa uma rede de recolha de dados, um fornecedor de gás a sua segunda rede, um serviço de águas residuais uma terceira, etc. Isto não é racional e parece improvável.
Isto significa que num local condicional a rede será organizada de acordo com um princípio e uma organização irá recolher dados. Vamos chamar essa organização de operador agregador de dados.
Um operador agregador pode ser um departamento de serviços que apenas transfere dados, ou um intermediário completo que cuida de todas as complexidades da tarifação, organizando o pagamento dos serviços prestados e interagindo com os clientes finais e prestadores de serviços.
Muitas vezes tenho visto pessoas tirando 5 recibos de suas caixas de correio todos os meses; esta situação é familiar para mim. Recibo separado para gás, separado para eletricidade, separado para grandes reparações, separado para água, separado para manutenção da casa. E isso sem contar o pagamento de contas mensais que só existem online – pagamento de acesso à Internet, telemóveis, assinaturas de serviços diversos de fornecedores de conteúdos. Em alguns lugares você pode configurar o pagamento automático, em outros não. Mas a situação geral é tal que já se torna uma tradição - sentar-se uma vez por mês e pagar todas as contas, o processo pode demorar meia hora ou uma hora, e se mais uma vez algo nos sistemas de informação dos fornecedores for com problemas, então você terá que adiar parte dos pagamentos para outro dia. Prefiro interagir com um único prestador de serviços em todas as questões, em vez de dividir a minha atenção entre uma dúzia de serviços e sites de pagamento. Os bancos modernos facilitam a vida, mas não completamente.
Portanto, a coleta automática de dados sobre os serviços consumidos e a transferência do pagamento dos serviços ao cliente final em uma “janela” é um benefício. A coleta de dados mencionada acima por meio de integradores de tráfego, como nosso Forward TI, é apenas a ponta do iceberg. O integrador de tráfego representa a primeira linha através da qual os dados de telemetria e a carga útil serão coletados e, diferentemente dos provedores que se preocupam com o volume de consumo de tráfego em si, na IoT a prioridade será dada à carga útil.
Vamos dar um exemplo próximo de telecomunicações para ver o que a primeira linha faz. Existe uma operadora que fornece serviços de comunicação. Há uma ligação com duração de 30 minutos. Foram 15 minutos de ligações em um dia, 15 em outros. A central telefônica da fronteira do dia dividiu a ligação e gravou em 2 CDRa, fazendo essencialmente duas ligações em uma. A TI, com base em evidências indiretas, colará tal chamada e transmitirá dados sobre uma chamada para o sistema tarifário, embora os dados tenham vindo do equipamento cerca de duas. Ao nível da recolha de dados deve existir um sistema que possa resolver tais colisões. Mas o próximo sistema deverá receber dados já normalizados.
As informações no integrador de tráfego não são apenas normalizadas, mas também enriquecidas. Outro exemplo: a central telefónica não recebe dados de tarifação zonal, mas sabemos de que local foi feita a chamada e a TI adiciona informação sobre zonas geográficas de tarifação aos dados que transmite ao próximo sistema de informação. Da mesma forma, você pode inserir quaisquer parâmetros calculados. Este é um exemplo de zoneamento simples ou enriquecimento de dados.
Outra função de um integrador de tráfego é a agregação de dados. Exemplo: os dados chegam dos equipamentos a cada minuto, mas a TI envia dados para o sistema de contabilidade a cada hora. Apenas os dados necessários à tarifação e à facturação permanecem no sistema contabilístico; em vez de 60 lançamentos, apenas um é efectuado. Nesse caso, é feito backup dos dados “brutos” caso precisem ser processados.
Segunda linha
Vamos continuar a desenvolver a ideia de um agregador que se tornou um intermediário completo. Tal operador manterá a rede de coleta de dados e separará a telemetria e a carga útil. A telemetria será utilizada para necessidades próprias, mantendo a rede de recolha de dados em boas condições, e a carga útil será processada, enriquecida, normalizada e transferida para prestadores de serviços.
Um momento de autopromoção, porque é mais fácil ilustrar com um software próprio do que apresentar exemplos abstratos.
Nesta linha, o agregador utiliza em seu inventário:
- Faturamento, que leva em consideração o recebimento dos dados elaborados da TI, vinculando-os aos consumidores cadastrados (assinantes), precificando esses dados de acordo com o plano tarifário utilizado, gerando faturas e recibos, recebendo recursos dos assinantes e lançando-os no contas e saldos apropriados.
- PC (Catálogo de Produtos) para criação de ofertas de pacotes complexos e gerenciamento de serviços dentro desses pacotes, definindo regras para conexão de serviços adicionais.
- BMS (Balance Manager), este sistema deve ser multibalançado, exigirá uma gestão flexível das baixas de diversos serviços, permitirá também a utilização de diversos sistemas especializados de facturação ao serviço de serviços individuais e agregação dos cálculos recebidos deles em em relação ao saldo geral do assinante.
- eShop para interagir com o consumidor final, criar uma vitrine pública de serviços, fornecer acesso à sua Conta Pessoal com todas as novidades modernas como estatísticas de utilização de serviços, troca de serviços online, solicitações de novos serviços.
- Automação BPM (Business Processes) de processos de negócios agregadores voltados tanto para o atendimento aos assinantes quanto para a interação com os prestadores de serviços.
terceira linha
É aqui que a diversão começa do meu ponto de vista.
Em primeiro lugar, há necessidade de sistemas de classes PRM (Sistema de Gestão de Parceiros), que permitirão uma gestão flexível de esquemas de agências e parcerias. Sem tal sistema, será difícil gerir o trabalho de parceiros e fornecedores.
Em segundo lugar, há necessidade de DWH (Data Warehouse) para análise. Há espaço para expansão com BigData em dados de telemetria e carga útil, e isso também incluirá a criação de vitrines para ferramentas de BI e análises de vários níveis.
Em terceiro lugar, e como cereja no topo do bolo, você pode complementar o complexo com um sistema de previsão como o Forward Forecast. Este sistema permitirá treinar o modelo matemático subjacente ao sistema, segmentar a base de assinantes e gerar previsões de consumo e comportamento dos assinantes.
Tomados em conjunto, emerge uma arquitetura de informação bastante complexa do operador agregador.
Por que destacamos três linhas no artigo e não as combinamos? O fato é que um sistema empresarial geralmente se preocupa com diversos parâmetros agregados. O restante é necessário para monitoramento, manutenção, análise de relatórios e previsões. Informações detalhadas são necessárias para segurança e Big Data, porque muitas vezes não sabemos quais parâmetros e por quais critérios os analistas analisam Big Data, então todos os dados são transferidos para o DWH em sua forma original.
Nos sistemas empresariais com funções de gestão - faturação, PRM, alguns dos parâmetros que vinham dos equipamentos, a telemetria já não são necessários. Portanto, filtramos e removemos campos desnecessários. Se necessário, enriquecemos os dados de acordo com algumas regras, agregamo-los e, finalmente, normalizamo-los para transferência para sistemas empresariais.
Acontece que a primeira linha coleta dados brutos para a terceira linha e os adapta para a segunda. O segundo trabalha com dados normalizados e garante as atividades operacionais do empreendimento. O terceiro permite identificar pontos de crescimento a partir de dados brutos.
O que esperamos no futuro e sobre a economia dos projetos de IoT
Primeiro sobre a economia. Escrevemos acima sobre o volume do mercado. Parece que já está envolvido bastante dinheiro. Mas vimos como a economia dos projetos que tentaram implementar com a nossa ajuda ou para os quais fomos convidados a avaliar não funcionou. Por exemplo, estávamos pensando em criar um MVNO para M2M usando cartões SIM para coletar telemetria de um determinado tipo de equipamento. O projeto não foi lançado porque o modelo económico se revelou inviável.
Grandes organizações de telecomunicações estão migrando para o mercado de IoT – elas possuem infraestrutura e tecnologias prontas. Existem alguns novos assinantes humanos na Rússia. Mas o mercado de IoT oferece excelentes oportunidades de crescimento e extração de lucro adicional de suas redes. Enquanto a norma nacional preliminar está a ser testada, enquanto pequenas empresas entusiasmadas escolhem diferentes opções para implementar UNB/LPWAN, as grandes empresas irão investir fundos na captura do mercado.
Acreditamos que, com o tempo, um padrão/protocolo de transmissão de dados começará a dominar, assim como aconteceu com as comunicações celulares. Depois disso, os riscos diminuirão e os equipamentos ficarão mais acessíveis. Mas a essa altura o mercado já poderá estar parcialmente capturado.
As pessoas comuns se acostumam com o serviço, ficam confortáveis quando os dispositivos automatizados levam em conta água, gás, eletricidade, Internet, esgoto, aquecimento e garantem o funcionamento de alarmes de segurança e incêndio, botões de pânico e videovigilância. As pessoas amadurecerão no sentido da utilização massiva da IoT no sector da habitação e dos serviços comunitários nos próximos 2 a 5 anos. Vai demorar um pouco mais para confiar uma geladeira e um ferro aos robôs, mas esse tempo também não está longe.
Preocupações
O padrão nacional preliminar NB-Fi foi anunciado em voz alta como um candidato ao reconhecimento internacional. Entre as vantagens estão o baixo custo dos rádios transmissores para os aparelhos e a possibilidade de sua produção na Rússia. Em 2017, o artigo acima mencionado sobre Habré anunciava:
Uma estação base do padrão NB-FI custará cerca de 100-150 mil rublos, um módulo de rádio para conectar um dispositivo à rede - cerca de 800 rublos, o custo dos controladores para coletar e transmitir informações do medidor - até 200 rublos , o custo de uma bateria - 50-100 rublos.
Mas por enquanto são apenas planos e na verdade uma parte importante da base de elementos dos aparelhos é produzida no exterior. No próprio PNST, ON Semiconductor AX8052F143 é explicitamente declarado.
Gostaria de esperar que o protocolo NB-Fi seja verdadeiramente aberto e acessível, sem especulações sobre substituição e imposição de importações. Tornar-se-á um produto competitivo.
A IoT está na moda. Mas devemos lembrar que, antes de tudo, a “Internet das Coisas” não se trata de itemização e envio de dados para a nuvem de tudo que é possível. “Internet das Coisas” sobre infraestrutura e otimização máquina a máquina. A coleta de dados sem fio de medidores de eletricidade não é a IoT em si. Mas a distribuição automatizada de eletricidade aos consumidores de diversas fontes - fornecedores públicos, privados - para toda a área povoada já é semelhante ao conceito original da Internet das Coisas.
Em qual padrão você basearia sua rede de coleta de dados? Você tem alguma esperança para o NB-Fi? Vale a pena investir no desenvolvimento de sistemas de faturamento para coleta de dados de dispositivos desse padrão? Talvez tenha participado da implementação de projetos de IoT? Compartilhe sua experiência nos comentários.
E boa sorte!
Fonte: habr.com