Kort om det viktigaste
à r 2017 publicerades en artikel pÄ Habré "I 2018 arbetade den tekniska kommittén "Cyber-fysiska system" :
GOST R "Informationsteknik. Internet of Things. Termer och definitioner",
GOST R "Informationsteknik. Internet of Things. Referensarkitektur för Internet of Things och industriell Internet of Things", GOST R "Informationsteknik. Internet of Things. Utbytesprotokoll för Internet of Things i smalbandsomrÄdet (NB-FI)".
I februari 2019 PNS-2019 "Informationsteknik. Internet of Things. Protokoll för trÄdlös överföring av data baserat pÄ smalbandsmodulering av radiosignalen NB-Fi". FrÄn den 1 april 2019 trÀder den i kraft och gÀller till den 1 april 2022. Under den treÄriga perioden ska standarden testas praktiskt, dess marknadspotential bedömas och Àndringar i standarden förberedas.
I media positioneras dokumentet aktivt som "den första nationella IoT-standarden i Ryssland, med potential att bli en internationell standard", och ett exempel Àr det implementerade NB-Fi-projektet "VAVIO" .
Uff. SĂ„ mĂ„nga lĂ€nkar i en sĂ„ kort text. HĂ€r Ă€r â till texten av den preliminĂ€ra standarden i sin första version för dem som Ă€r för lata för att googla. TTX för standarden bör ses i detta dokument, vi kommer inte att nĂ€mna dem i artikeln.
Om standarder för datatransfer IoT
Det finns cirka 300 protokoll/teknologier för datatransfer mellan enheter som kan relateras till IoT pÄ nÀtet. Vi lever i Ryssland, arbetar i B2B, sÄ vi kommer endast att beröra nÄgra i denna publikation:
- NB-IoT
Standard för mobilkommunikation för telemetri-enheter. En av tre som implementeras i LTE Advanced-nĂ€tverk â NB-IoT, eMTC och EC-GSM-IoT. De tre största mobiloperatörerna i Ryssland har mellan 2017 och 2018 uppfört sektioner av nĂ€t som arbetar med NB-IoT. Operatörerna glömmer inte eMTC och EC-GSM-IoT, men vi kommer inte att separera dem just nu.
- LoRa
Fungerar pÄ icke-licensierade frekvenser. Standarden beskrivs vÀl i en artikel frÄn slutet av 2017 "Vad Àr LoRaWan" pÄ Habré. Lever pÄ Semtech-chips.
- "Striz"
Arbetar pÄ olicensierade frekvenser. Inhemsk leverantör av lösningar för bostads- och kommunala tjÀnster och andra branscher. AnvÀnder sitt eget protokoll XNB. Det sÀgs att produktionen sker i Ryssland, men de lovar att sÀkerstÀlla massproduktion av chip i Ryssland först 2020, medan de för nÀrvarande lever pÄ ON Semiconductor (ON Semiconductor AX8052F143).
- Ny NB-Fi
Arbetar pÄ olicensierade frekvenser. AnvÀnder samma chip ON Semiconductor AX8052F143 som "Strizh", specifikationerna Àr liknande, likasÄ tillkÀnnagivandena om produktion av egna chip i Ryssland. Generellt kan en koppling observeras. Protokollet Àr öppet.
Om integration med faktureringstjÀnster
För dem som har försökt skapa ett "smart hem" blir det snabbt uppenbart att anvĂ€ndningen av sensorer frĂ„n olika tillverkare Ă€r betydligt komplicerad. Ăven om tvĂ„ enheter visar samma meddelande om kommunikationsteknik - visar det sig att de inte vill kommunicera med varandra.
I B2B-segmentet Àr situationen liknande. Utvecklare av protokoll och chip vill tjÀna pengar. NÀr man pÄbörjar ett projekt med LoRa mÄste man i vilket fall som helst köpa utrustning med chip frÄn Semtech. Genom att uppmÀrksamma inhemska tillverkare kan man fÄ en extra kostnad för att köpa tjÀnster och basstationer, och i framtiden, vid en framgÄngsrik lansering av chipproduktion i Ryssland, kan utrustning/elementbas anvÀndas av ett begrÀnsat antal leverantörer.
Vi arbetar med telekomutrustning och för oss Àr det normalt att ta emot data genom telemetri frÄn utrustningen, aggregera, normalisera och vidarebefordra till olika informationssystem. För denna arbetsblock Àr Forward TI (Traffic Integrator) ansvarig. I ett typiskt fall ser det ut sÄ hÀr:
Vid en ökning av kundens behov av datainsamling ansluts ytterligare moduler:
Den uppskattade tillvĂ€xttakten för IoT-enheter Ă€r 18-22% per Ă„r globalt och upp till 25% i Ryssland. I april pĂ„ IoT Tech Spring 2019 i Moskva nĂ€mnde Andrey Kolesnikov, direktör för Internet of Things-föreningen, en Ă„rlig tillvĂ€xt pĂ„ 15-17%, men det cirkulerar olika information pĂ„ nĂ€tet. PĂ„ RIF i april 2019 visades data om den Ă„rliga tillvĂ€xten av den ryska marknaden för Internet of Things, som var 18% fram till 2022, och dĂ€r angavs ocksĂ„ marknadsvolymen för den ryska marknaden 2018 â $3,67 miljarder. Det Ă€r vĂ€rt att notera att pĂ„ samma bild nĂ€mndes ocksĂ„ anledningarna till dagens artikel "Det första ryska dokumentet om standardisering inom IoT har godkĂ€nts...". Enligt vĂ„r Ă„sikt finns det nu ett reellt behov av att integrera basstationer för UNB/LPWAN och telekommunikationsservrar i faktureringssystem pĂ„ ett standardiserat sĂ€tt.
Tankar
Första raden
Dataprotokollet eller genomförandet av transportfunktionen kommer inte att ha stor betydelse (detta handlar Äterigen om att IoT inte bara Àr ett strykjÀrn kopplat till internet, utan en infrastruktur eller ekosystem). Data kommer att samlas in frÄn helt olika enheter och nyttolasten kommer ocksÄ att vara varierande. Det Àr osannolikt att ett elbolag kommer att bygga ett enda datainsamlingsnÀt, ett gasbolag ett annat, avloppsverksamheten ett tredje osv. Detta Àr oklokt och verkar osannolikt.
Det innebÀr att det i en given plats kommer att organiseras ett nÀtverk enligt ett och samma princip och data kommer att samlas in av en och samma organisation. LÄt oss kalla en sÄdan organisation för en datainsamlingsoperatör.
Datainsamlingsoperatören kan vara en serviceenhet som endast ansvarar för datatransmissioner, eller en fullfjÀdrad medlare, som tar pÄ sig alla svÄrigheter med fakturering, organisation av betalningar för tillhandahÄllna tjÀnster, samt interaktion med slutkunder och tjÀnsteleverantörer.
Jag har mĂ„nga gĂ„nger sett hur mĂ€nniskor tömmer sin brevlĂ„da pĂ„ fem rĂ€kningar varje mĂ„nad, och jag kĂ€nner igen den situationen sjĂ€lv. En separat rĂ€kning för gas, en separat för elektricitet, en för kapitalunderhĂ„ll, en för vatten och en för husunderhĂ„ll. Och det rĂ€knar inte med de mĂ„nadsbetalningar som endast finns online â betalningar för internet, mobiltelefoni, abonnemang pĂ„ olika tjĂ€nster frĂ„n innehĂ„llsleverantörer. Vissa stĂ€llen kan stĂ€lla in automatisk betalning, pĂ„ andra inte. Men den övergripande situationen Ă€r sĂ„dan att det redan har blivit en tradition â att sĂ€tta sig en gĂ„ng i mĂ„naden och betala alla rĂ€kningar, en process som kan ta en halvtimme till en timme, och om det Ă„terigen strular i leverantörernas informationssystem, tvingas man skjuta upp vissa betalningar till en annan dag. Jag skulle föredra att interagera med en enda tjĂ€nsteleverantör för alla frĂ„gor istĂ€llet för att dela min uppmĂ€rksamhet mellan ett dussin betalningar och webbplatser. Moderna banker förenklar livet, men inte helt.
DÀrför Àr automatisk insamling av data om anvÀnda tjÀnster och överföring av kostnader för slutkunden till ett "fönster" en vÀlsignelse. Den tidigare nÀmnda insamlingen av data genom trafikintegratorer, som vÄrt Forward TI, Àr egentligen bara toppen av isberget. En trafikintegrator utgör den första linjen genom vilken data om telemetri och nyttolast samlas in, och till skillnad frÄn leverantörer som fokuserar pÄ volymen av trafik som sÄdan, prioriteras nyttolasten inom IoT.
LÄt oss ta ett nÀra exempel frÄn telekom för att se vad den första linjen gör. Det finns en operatör som tillhandahÄller kommunikationstjÀnster. Ett samtal varar i 30 minuter. 15 minuter av samtalet hamnar pÄ en dag, 15 pÄ en annan. TelefonvÀxeln vid dygnets grÀns delade upp samtalet och registrerade det i tvÄ CDR:er, vilket i princip gjorde ett samtal till tvÄ. TI kommer att sammanfoga ett sÄdant samtal baserat pÄ indirekta tecken och överföra data om ett enda samtal till taxeringssystemet, Àven om utrustningen rapporterade om tvÄ. PÄ datainsamlingsnivÄ mÄste det finnas ett system som kan lösa sÄdana konflikter. Det nÀsta systemet bör dÀremot ta emot redan normaliserade data.
Information in the traffic integrator is not only normalized but also enriched. Another example: data for zonal billing does not come from the telephone station, but we know from which location the call was made, and the TI adds information about the geographical billing zones to the data it sends to the next information system. Similarly, any calculated parameters can be specified. This is an example of simple zoning or data enrichment.
Another function of the traffic integrator is data aggregation. For example, data comes from equipment every minute, but in the accounting system, TI delivers data for the hour. In the accounting system, only the data necessary for billing and invoicing remains, resulting in just one record instead of 60. At the same time, a backup of the "raw" data is made in case it needs to be processed.
Second line
Letâs continue to develop the idea of an aggregator that has become a full-fledged intermediary. Such an operator will service the data collection network and separate telemetry and payload. Telemetry will be used for its own needs, to maintain the data collection network in working order, while the payload will be processed, enriched, normalized, and transmitted to service providers.
A moment of self-promotion, because itâs easier to illustrate with our own software than to come up with abstract examples.
On this line, the aggregator uses in its inventory:
- Billing, which takes into account the incoming prepared data from TI, ties them to registered consumers (subscribers), correctly bills this data according to the used tariff plan, generates invoices and receipts, accepts payments from subscribers, and distributes them to the corresponding accounts and balances.
- PC (Product Catalog) for creating complex package offers and managing services within those packages, defining rules for connecting additional services.
- BMS (Balanshanterare), detta system mÄste vara mÄngbalanserat, det kommer att krÀva flexibel hantering av kostnader för olika tjÀnster och ger ocksÄ möjlighet att anvÀnda flera specialiserade fakturering system som betjÀnar enskilda tjÀnster och aggregerar de berÀkningar som erhÄllits frÄn dem i förhÄllande till den totala balansen för abonnenten.
- eShop för interaktion med slutanvÀndare, skapa en offentlig tjÀnsteutstÀllning, ge tillgÄng till Konto med alla moderna funktioner som tjÀnstanvÀndningsstatistik, online vÀxling av tjÀnster, förfrÄgningar om nya tjÀnster.
- BPM (AffÀrsprocesser) automatisering av affÀrsprocesser för aggregat som Àr inriktade pÄ att betjÀna abonnenter samt samverkan med tjÀnsteleverantörer.
Tredje linjen
HÀr börjar det mest intressanta enligt min mening.
För det första uppstÄr behovet av system av PRM-typ (Partner Management System), vilket kommer att möjliggöra flexibel hantering av agens och partnerskapsmodeller. Utan ett sÄdant system blir det svÄrt att hantera partner- och leverantörsarbete.
För det andra uppstÄr behovet av DWH (Data Warehouse) för analys. HÀr finns stor potential för Big Data pÄ telemetridata och nyttolast, och hit gÄr ocksÄ skapandet av framsidor för BI-verktyg och analys pÄ olika nivÄer.
För det tredje, som grÀdden pÄ moset, kan man komplettera komplexet med ett system för prognostisering som Forward Forecast. Detta system kommer att möjliggöra trÀning av den matematiska modellen som ligger till grund för systemet, segmentering av abonnentbasen, bildande av konsumtions- och beteendeprognoser för abonnenter.
Sammanlagt framtrÀder en ganska komplex informationsarkitektur för aggregatoroperatören.
Varför skiljer vi i artikeln pÄ tre linjer istÀllet för att sammanföra dem? PoÀngen Àr att affÀrssystemet vanligen vÀrderar flera aggregerade parametrar. Det övriga behövs för övervakning, service, analys av rapporter och prognostisering. Detaljerad information krÀvs för sÀkerhet och Big Data, eftersom vi ofta inte vet vilka parametrar och efter vilka kriterier som analyseras i Big Data-analyserna, dÀrför överförs alla data i ursprunglig form till DWH.
I affĂ€rssystem med hanteringsfunktioner â fakturering, PRM behövs inte lĂ€ngre vissa parametrar som kom frĂ„n utrustningen, telemetri. DĂ€rför filtrerar vi bort överflödiga fĂ€lt, tar bort dem. Vid behov berikar vi data enligt vissa regler, aggregerar och normaliserar i slutĂ€nden för överföring till affĂ€rssystem.
Det visar sig att den första linjen samlar in rÄdata för den tredje linjen och anpassar dem för den andra. Den andra arbetar med normaliserade data och sÀkerstÀller den operativa verksamheten. Den tredje möjliggör att identifiera tillvÀxtpunkter frÄn rÄdata.
Vad förvÀntar vi oss i framtiden och om ekonomin för IoT-projekt?
Först om ekonomin. Tidigare har vi skrivit om marknadsvolymen. Det verkar som om tillrÀckligt med stora pengar redan Àr involverade. Men vi har sett hur ekonomin för projekt som försökte genomföras med vÄr hjÀlp eller som vi bjöds in för att utvÀrdera inte stÀmmer. Till exempel berÀknade vi skapandet av MVNO för M2M med anvÀndning av sim-kort för att samla in telemetri frÄn en viss typ av utrustning. Projektet startades inte eftersom den ekonomiska modellen visade sig vara ohÄllbar.
Stora telekomorganisationer gĂ„r in pĂ„ IoT-marknaden â de har infrastruktur, fĂ€rdiga teknologier. Nya abonnenter i Ryssland tillkommer i mĂ„ttlig takt. Men IoT-marknaden erbjuder utmĂ€rkta möjligheter för tillvĂ€xt och att dra in extra vinster frĂ„n sina nĂ€tverk. Medan en preliminĂ€r nationell standard testas, och smĂ„ entusiaster vĂ€ljer olika alternativ för att implementera UNB/LPWAN, kommer stora företag att investera i att fĂ„nga marknaden.
Vi anser att med tiden kommer en specifik standard/protokoll för datatransmission att börja dominera, precis som det var med mobilkommunikation. Efter det minskar riskerna, utrustningen blir mer tillgÀnglig. Men marknaden kan vid den tidpunkten redan vara halvvÀgs ockuperad.
Vanliga mÀnniskor vÀnjer sig vid tjÀnster, det Àr bekvÀmt nÀr automatiserade enheter övervakar vatten, gas, el, internet, avlopp, vÀrme och sÀkerhetssystem sÄsom brandlarm, panikknapp och videoövervakning. Folk kommer att mogna till massanvÀndning av IoT inom kommunala tjÀnster inom de nÀrmaste 2-5 Ären. Det kommer att ta lite lÀngre tid att lita pÄ robotar med kylskÄp och strykjÀrn, men den tiden Àr inte lÄngt borta.
Orosmoln
Den preliminÀra nationella standarden NB-Fi har högljutt presenterats som en kandidat för internationellt erkÀnnande. Bland fördelarna nÀmns den lÄga kostnaden för radiotransmittorer för enheter och möjligheten att tillverka dem i Ryssland. Redan 2017 nÀmndes i den ovan nÀmnda artikeln pÄ Habr att
Basstationen för NB-FI-standarden kommer att kosta runt 100-150 tusen rubel, radiomodulen för att ansluta enheten till nĂ€tverketâungefĂ€r 800 rubel, kostnaden för kontrollerarna som samlar och överför information frĂ„n mĂ€tarnaâupp till 200 rubel, och kostnaden för batterietâ50-100 rubel.
Men för tillfÀllet Àr detta bara planer, och faktiskt produceras en viktig del av komponentbasen för enheter utomlands. I den preliminÀra nationella standarden anges tydligt ON Semiconductor AX8052F143.
Man kan hoppas att protokollet NB-Fi verkligen kommer att vara öppet och tillgÀngligt, utan spekulationer om importsubstitution och pÄtvingande. Det kommer att bli en konkurrenskraftig produkt.
IoT Ă€r populĂ€rt. Men man mĂ„ste komma ihĂ„g att "internet of things" i första hand inte handlar om att skapa objekt och skicka data till molnet frĂ„n allt som gĂ„r. "Internet of things" handlar om infrastruktur och optimering av maskin-till-maskin. TrĂ„dlös datainsamling frĂ„n elrĂ€knare Ă€r i sig inte IoT. Men automatiserad distribution av elektricitet till konsumenter frĂ„n flera kĂ€llorâstatliga, privata leverantörerâför hela samhĂ€llet liknar redan den ursprungliga konceptet av internet of things.
Vilken standard skulle du anvÀnda för att bygga ditt datainsamlingsnÀtverk? Har du nÄgra förhoppningar pÄ NB-Fi, borde man investera i utveckling av faktureringssystem för att samla data frÄn enheter med denna standard? Har du kanske deltagit i genomförandet av IoT-projekt? Dela gÀrna med dig av din erfarenhet i kommentarerna.
Och lycka till!
KĂ€lla: habr.com
