Scurt despre principal
În 2017, pe Habr a apărut un articol „”. În 2018, comitetul tehnic „Sisteme Ciberfizice” :
GOST R „Tehnologii Informaționale. Internetul Lucrurilor. Termeni și definiții”,
GOST R „Tehnologii Informaționale. Internetul Lucrurilor. Arhitectura de referință a internetului lucrurilor și internetului industrial”, GOST R „Tehnologii Informaționale. Internetul Lucrurilor. Protocol de schimb pentru internetul lucrurilor în spectrul îngust (NB-FI)”.
În februarie 2019, PNT-2019 „Tehnologii Informaționale. Internetul Lucrurilor. Protocol de transmisie wireless bazat pe modularea semnalului radio de bandă îngustă NB-Fi”. Începând cu 1 aprilie 2019, acesta a intrat în vigoare și se va încheia pe 1 aprilie 2022. Într-o perioadă de trei ani, standardul preliminar trebuie testat în practică, trebuie evaluat potențialul său de piață și trebuie pregătite modificări la standard.
În mass-media, documentul este activ poziționat ca „primul standard național IoT din Federația Rusă, cu perspectiva de a deveni standard internațional” și ca exemplu este menționat proiectul „VAVIoT” realizat pe NB-Fi .
Uh. Câte linkuri sunt în acest text scurt. Iată — către textul standardului preliminar în prima versiune pentru cei care nu au chef să caute pe Google. Specificațiile tehnice ale standardului ar trebui consultate în acest document, în articolul nostru nu le vom menționa.
Despre standardele de transmisie a datelor IoT
Pe internet, poți întâlni aproximativ 300 de protocoale/tehnologii de transmitere a datelor între dispozitive, care pot fi încadrate în IoT. Trăim în Rusia, lucrăm în B2B, așa că în publicație vom atinge doar câteva:
- NB-IoT
Standardul de comunicație mobilă pentru dispozitivele de telemetrie. Unul dintre cele trei care sunt implementate în rețelele LTE Advanced — NB-IoT, eMTC și EC-GSM-IoT. Cei mari trei operatori de telefonie mobilă din Rusia au desfășurat în anii 2017-2018 zone de rețea care funcționează cu NB-IoT. Operatorii nu uită de eMTC și EC-GSM-IoT, dar nu le vom aborda separat deocamdată.
- LoRa
Funcționează pe frecvențe neautorizate. Standardul este bine explicat în articolul de la sfârșitul anului 2017 „Ce este LoRaWan” pe Habr. Se bazează pe cipuri Semtech.
- „Strij”
Funcționează pe frecvențe neautorizate. Furnizor intern de soluții pentru utilitățile publice și alte industrii. Folosește protocolul său XNB. Se vorbește despre producția în Rusia, dar promit să asigure producția în masă a cipurilor în Rusia abia în 2020, în prezent depinzând de ON Semiconductor (ON Semiconductor AX8052F143).
- NB-Fi proaspăt
Funcționează pe frecvențe neautorizate. Folosește același cip ON Semiconductor AX8052F143 ca și "Strij", specificațiile tehnice sunt similare, de asemenea anunțuri de producție a propriilor cipuri în Rusia. În general, se observă o interconexiune. Protocolul este deschis.
Despre integrarea cu sistemele de facturare
Pentru cei care au încercat să-și construiască un „casă inteligentă”, devine rapid evident că utilizarea senzorilor de la diferiți producători este semnificativ complicată. Chiar dacă pe două dispozitive vedem aceeași mențiune despre tehnologia de comunicare — se dovedește că ele nu doresc să comunice între ele.
În segmentul B2B, situația este similară. Dezvoltatorii de protocoale și cipuri doresc să câștige bani. Începând un proiect cu LoRa, va fi necesar, în orice caz, să cumpărați echipamente cu cipuri Semtech. Acordând atenție unui producător intern, se poate obține ca bonus achiziția de servicii și stații de bază, iar în viitor, la un succes înțeles al producției de cipuri în Rusia, echipamentele sau baza de elemente vor putea fi cumpărate doar de la un număr limitat de furnizori.
Noi lucrăm cu echipamente telecom și pentru noi este obișnuit să primim date din telemetria echipamentului, să agregăm, să normalizăm și să le transmitem mai departe în diferite sisteme informaționale. Acest bloc de lucrări este responsabilitatea noastră Forward TI (Traffic Integrator). În varianta standard, arată astfel:
În cazul extinderii necesităților clientului pentru colectarea datelor, sunt conectate module suplimentare:
Rata estimată de creștere a pieței dispozitivelor IoT este de 18-22% pe an la nivel mondial și de până la 25% în Rusia. În aprilie, la IoT Tech Spring 2019 de la Moscova, Andrei Kolesnikov, directorul Asociației Internetului Lucrurilor, a menționat o creștere anuală de 15-17%, însă informațiile circulă diferit pe internet. La RIF în aprilie 2019, pe slide-uri au fost prezentate date despre creșterea anuală a pieței rusești a Internetului Lucrurilor de 18% până în 2022, unde a fost menționată și valoarea pieței rusești în 2018 – 3,67 miliarde de dolari. Ce este remarcabil, este că pe același slide s-a menționat și motivul acestui articol: „A fost aprobat primul document rusesc pentru standardizarea în domeniul IoT…”. În opinia noastră, a apărut deja o necesitate reală de a integra în mod standard stațiile de bază UNB/LPWAN și serverele de telecomunicații în sistemele de facturare.
Reflecții
Prima linie
Protocolul de transfer de date sau chiar implementarea funcției de transport nu va avea o mare importanță (vorbim din nou despre faptul că IoT nu este doar un fier de călcat conectat la internet, ci o infrastructură sau un ecosistem). Datele vor fi colectate de la dispozitive complet diferite, iar încărcătura utilă va fi de asemenea variată. Este puțin probabil ca un furnizor de energie electrică să construiască o rețea unică de colectare a datelor, furnizorul de gaz o a doua rețea, serviciile de canalizare o a treia și așa mai departe. Acest lucru nu este rațional și pare improbabil.
Asta înseamnă că, într-o locație ipotetică, va fi organizată o rețea pe un singur principiu și dățile vor fi colectate de o singură organizație. Să numim această organizație operator de agregare a datelor.
Operatorul de agregare poate fi un serviciu care realizează doar transferul de date sau un intermediar complet, care își asumă toate complexitățile legate de tarifare, organizarea plăților pentru serviciile prestate, interacțiunea cu clienții finali și furnizorii de servicii.
Am văzut de multe ori cum oamenii scot din cutia poștală câte 5 chitanțe lunar, o situație cu care sunt familiarizat. O chitanță separată pentru gaz, una pentru electricitate, una pentru reparații capitale, una pentru apă, una pentru întreținerea casei. Și asta fără a lua în considerare plățile lunare care există doar online – plata pentru accesul la internet, pentru telefonie mobilă, abonamente pentru diferite servicii de furnizori de conținut. În unele locuri poți seta plata automată, în altele nu. Dar situația generală este că devine deja o tradiție – să te așezi o dată pe lună și să plătești toate facturile, un proces care poate dura între 30 de minute și o oră, iar dacă din nou ceva se strică în sistemele informaționale ale furnizorilor, trebuie să amâni o parte din plăți pentru o altă zi. Aș prefera să interacționez cu un singur furnizor de servicii pentru toate chestiunile, în loc să-mi împart atenția între zeci de facturi și site-uri. Băncile moderne simplifică viața, dar nu complet.
De aceea, colectarea automată a datelor privind serviciile consumate și centralizarea plăților pentru clientul final într-o singură „fereastră” este un avantaj. Colectarea datelor menționată mai sus prin intermediul integratorilor de trafic, precum Forward TI al nostru – este doar vârful aisbergului. Integratorul de trafic reprezintă prima linie prin care vor fi colectate datele telemetrice și sarcina utilă și, spre deosebire de furnizorii care sunt interesați de volumul consumului de trafic în sine, în cazul IoT prioritatea va fi dată sarcinii utile.
Să luăm un exemplu apropiat nouă din telecomunicații pentru a înțelege ce face prima linie. Există un operator care oferă servicii de comunicație. Se realizează un apel de 30 de minute. 15 minute ale apelului au avut loc într-o zi, iar 15 în alta. Centralizatorul telefonic la granița zilelor a împărțit apelul și l-a înregistrat în 2 CDR-uri, practic a transformat un apel în două. TI, pe baza unor indicii indirecte, va combina acest apel și va transmite în sistemul de tarifare datele referitoare la un apel, deși datele venite de la echipamente se referă la două apeluri. La nivelul colectării datelor trebuie să existe un sistem capabil să rezolve astfel de coliziuni. Apoi, sistemul următor ar trebui să primească deja date normalizate.
Informațiile din integratorul de trafic nu sunt doar normalizate, ci și îmbogățite. Un alt exemplu: datele de la centrala telefonică nu vin pentru tarifarea zonală, dar știm din ce locație a fost efectuat apelul, iar TI adaugă informații despre zonele geografice de tarifare în datele pe care le transmite către următorul sistem informațional. În mod similar, pot fi incluse orice parametri calculați. Acesta este un exemplu de zonare simplă sau îmbogățire a datelor.
O altă funcție a integratorului de trafic este agregarea datelor. Exemplu: de la echipamente vin date în fiecare minut, iar în sistemul contabil, TI trimite date pentru o oră. În sistemul contabil rămân doar datele necesare pentru tarifare și emiterea facturilor, în loc de 60 de înregistrări, se face doar una. În acest timp, se efectuează o rezervă a datelor „neprelucrate” în caz de necesitate pentru procesare.
Linia a doua
Vom continua să dezvoltăm ideea despre agregator, care a devenit un intermediar complet. Un astfel de operator va gestiona rețeaua de colectare a datelor și va separa telemetria de sarcina utilă. Telemetria va fi utilizată pentru nevoile proprii, menținerea sănătății rețelei de colectare a datelor, iar sarcina utilă va fi procesată, îmbogățită, normalizată și transmisă furnizorilor de servicii.
Un moment de auto-reclamă, pentru că este mai ușor să ilustrezi cu propriul software decât să inventezi exemple abstracte.
Pe această linie, agregatorul folosește în inventarul său:
- Facturarea, care ia în considerare veniturile generate din datele pregătite de TI, atașarea acestora la consumatorii (abonamentele) înregistrați, corecta tarifare a acestor date conform planului tarifar utilizat, generarea facturilor și chitanțelor, primirea fondurilor de la abonați și alocarea acestora pe conturile și soldurile corespunzătoare.
- PC (Catalog de Produse) pentru crearea de oferte complexe și gestionarea serviciilor incluse în aceste pachete, stabilirea regulilor de conectare a serviciilor suplimentare.
- BMS (Manager de Echilibru), acest sistem trebuie să fie cu mai multe echilibre, va necesita o gestionare flexibilă a deducerilor pentru diverse servicii, de asemenea, va permite utilizarea mai multor sisteme de facturare specializate care deservesc servicii separate și agregarea calculului obținut de la acestea în raport cu balanța generală a abonatului.
- eShop pentru interacțiunea cu consumatorii finali, crearea unei vitrine publice pentru servicii, oferirea accesului în Contul Personal cu toate facilitățile moderne, cum ar fi statistici de utilizare a serviciilor, schimbarea serviciilor online, solicitări pentru servicii noi.
- BPM (Procese de Afaceri) automatizarea proceselor de afaceri ale agregatorului, îndreptate atât spre servicii pentru abonati, cât și spre interacțiunea cu furnizorii de servicii.
Linia a treia
Aici începe partea cea mai interesantă din punctul meu de vedere.
În primul rând, apare necesitatea unor sisteme de tip PRM (Sistem de Management al Partenerilor), care va permite gestionarea flexibilă a schemelor de agenți și parteneri. Fără un astfel de sistem, va fi dificil să gestionăm munca partenerilor și furnizorilor.
În al doilea rând, apare necesitatea unui DWH (Data Warehouse) pentru analiză. Aici este loc pentru extinderea Big Data pe datele de telemetrie și sarcinile utile, tot aici va fi creat un vitrin pentru instrumentele BI și analiza de diferite niveluri.
În al treilea rând, ca o cherry on top, se poate adăuga un sistem pentru prognozare de tip Forward Forecast. Acest sistem va permite antrenarea unui model matematic de bază al sistemului, segmentarea bazei de abonați, generarea prognozelor de consum și comportament al abonaților.
Împreună, se conturează o arhitectură informațională destul de complexă pentru operatorul-agregator.
De ce evidențiem în articol trei linii și nu le unim? Motivul este că sistemului de afaceri de obicei îi sunt importante mai multe parametrii agregate. Restul sunt necesare pentru monitorizare, întreținere, analiză a rapoartelor și prognozare. Informațiile detaliate sunt necesare pentru securitate și Big Data, deoarece adesea nu știm ce parametrii și pe ce criterii intră în analiză la Big Data, prin urmare, în DWH sunt transmise toate datele în forma lor inițială.
În sistemele de afaceri cu funcții de gestionare – facturare, PRM, nu mai este nevoie de unele parametrii care provine din echipamente, telemetrie. Prin urmare, filtrăm câmpurile inutile, le eliminăm. Dacă este necesar, îmbogățim datele conform unor reguli, le agregăm și, în final, le normalizăm pentru a fi transmise în sistemele de afaceri.
Astfel, prima linie colectează datele brute pentru a le adapta pentru a doua linie. A doua lucrează cu datele normalizate și asigură activitatea operativă a întreprinderii. A treia face posibilă extragerea punctelor de creștere din datele brute.
Ce așteptăm în viitor și despre economia proiectelor IoT
Mai întâi despre economie. Mai sus am scris despre volumul pieței. Se pare că sume destul de mari sunt deja implicate. Dar am văzut cum economia proiectelor nu se potrivește, cele pe care am încercat să le implementăm cu ajutorul nostru sau pe care am fost invitați să le evaluăm. De exemplu, am calculat crearea unui MVNO pentru M2M folosind SIM-uri pentru colectarea telemetriei de la un anumit tip de echipamente. Proiectul nu a fost lansat, deoarece modelul economic s-a dovedit a fi nesustenabil.
Organizațiile mari de telecomunicații avansează pe piața IoT – au infrastructură, tehnologii gata disponibile. Numărul de noi abonați în Rusia crește destul de puțin. Dar piața IoT oferă oportunități excelente pentru creștere și extragerea de profit suplimentar din rețelele proprii. Deocamdată, se testează un standard național preliminar, iar în timp ce micile companii entuziaste aleg diverse variante de implementare UNB/LPWAN, marii jucători de afaceri vor investi fonduri pentru a captura piața.
Considerăm că, în timp, un anumit standard/protocol de transmisie a datelor va începe să domine, așa cum s-a întâmplat în cazul telefoniei mobile. După aceea, riscurile se vor diminua, echipamentele vor deveni mai accesibile. Dar piața ar putea fi deja capturată pe jumătate până la acel moment.
Oamenii obișnuiți se obișnuiesc cu serviciul, le este convenabil când dispozitivele automatizate țin evidența apei, gazului, electricității, internetului, canalizării, căldurii, asigurând funcționarea sistemelor de alarmă de securitate și incendiu, a butonului de panică, a videobservării. Oamenii vor ajunge la utilizarea în masă a IoT în sectorul serviciilor publice în următorii 2-5 ani. Vor mai trece câțiva ani pentru a avea încredere roboților în frigider și fier, dar acest timp nu este îndepărtat.
Îngrijorări
Despre standardul național preliminar NB-Fi s-a anunțat cu mare tam-tam, ca un pretendent la recunoaștere internațională. Printre avantajele menționate se numără costul redus al emițătoarelor radio pentru dispozitive și posibilitatea fabricării acestora în Rusia. Încă din 2017, în articolul menționat mai sus de pe Habr s-a anunțat:
Stânca de bază a standardului NB-FI va costa între 100-150 mii ruble, modulul radio pentru conectarea dispozitivelor la rețea — aproximativ 800 ruble, iar costul controlerelor pentru colectarea și transmiterea informațiilor de la contoare — până la 200 ruble, costul bateriei — 50-100 ruble.
Dar până acum acestea sunt doar planuri și, de fapt, o parte esențială a bazei de elemente pentru dispozitive este produsă în străinătate. În PNST sunt menționate în mod explicit ON Semiconductor AX8052F143.
Sperăm că protocolul NB-Fi va fi într-adevăr deschis și accesibil, fără speculații pe seama substituției importurilor și impunerii. Va deveni un produs competitiv.
IoT este trendy. Dar trebuie să ne amintim că, în primul rând, „internetul lucrurilor” nu se referă la itemizare și la atașarea transmiterii de date în cloud de la tot ce este posibil. „Internetul lucrurilor” se referă la infrastructură și optimizarea Machine-to-Machine. Colectarea wireless de date de la contoarele de electricitate nu este IoT în sine. Însă distribuția automatizată a energiei electrice către consumatori din mai multe surse — de la furnizori publici sau privați — pentru întreaga localitate se aseamănă deja cu conceptul original de internet al lucrurilor.
Pe baza cărui standard ați construi rețeaua dvs. de colectare a datelor? Depuneți vreo speranță în NB-Fi, este rentabil să investiți în dezvoltarea sistemelor de facturare pentru colectarea datelor de la dispozitivele acestui standard? Poate ați participat la implementarea proiectelor IoT? Împărtășiți-vă experiența în comentarii.
Și mult succes!
Sursa: habr.com
