В рамках деловой программы Российской недели высоких технологий состоялась конференция «IoT Harvest 2020. IoT по осени считают», организованная Ассоциацией Интернета вещей в партнерстве с «Экспоцентром». Участники мероприятия оценили ключевые тенденции в этом сегменте, потребности рынка в IoT-решениях. На сессии технологических докладов эксперты рассказали о новинках, алгоритмах их внедрения, представили системы и платформы Интернета вещей, решения для промышленного IoT и LPWAN-системы.
В ходе обсуждения тенденций и стимулов развития отечественного рынка Интернета вещей участники IoT Harvest 2020 старались сформулировать потребности предприятий и организаций в IIoT-технологиях. Представители компаний, развивающих бизнес-направление Интернета вещей, получили возможность рассказать о своих продуктовых и технологических новинках, чем не преминули воспользоваться. Некоторые подошли к подготовке своих онлайн-выступлений весьма творчески, выбрав для этого оригинальную жанровую форму.
В частности, для разговора о концепции кибериммунитета Андрей Суворов из «Лаборатории Касперского» отдал предпочтение жанру былины – назвал свою презентацию «Сказ про Шпиндель и его путешествие». Героями произведения стали скорость вращения Шпинделя, другие технологические параметры, цифровой сервис, IIoT-платформа, в роли корабля для поездок по морю двоичному выступил шлюз защищенный.
Участие компании в конференции было продиктовано высоким интересом рыночных игроков к использованию промышленных данных. Потенциал большой, но для его реализации необходимо обеспечить соблюдение требований в сфере кибербезопасности. Использование платформ промышленного Интернета невозможно без понимания сопутствующих рисков. По словам Андрея Суворова, потери от инцидентов сопоставимы с тем, что компании пытаются заработать на основе новейших технологий. Например, «Майерс» пару лет назад раскрыл детали инцидента, который обошелся ему в сумму более 300 млн долл.
При расчете возврата инвестиций от проектов IIoT в «Лаборатории Касперского» рекомендуют делать акцент на оценке рисков и уровня защищенности. Поставщикам цифровых сервисов также следует принимать во внимание, насколько рискует заказчик, подключая оборудование к внешним облачным системам.
Андрей Суворов подробно рассказал о подходе к построению кибериммунных решений на базе KasperskyOS. Эта операционная система для встраиваемых систем с особыми требованиями к безопасности позволяет обеспечить среду, в которой уязвимости и ошибки не представляют угрозы. Большое внимание было уделено модельному ряду специализированных устройств для обеспечения кибербезопасности. Созданная «Лабораторией Касперского» дочерняя компания «Адаптивные промышленные технологии» развивает соответствующие функциональные компоненты. Сегодня она заинтересована в развитии экосистемы и сотрудничестве с поставщиками решений промышленного Интернета вещей.
В презентации было упомянуто несколько проектов. В частности, на ЧТПЗ в Челябинске принцип кибериммунитета реализуется при решении специфических технологических задач. Сценарии кибербезопасности отрабатывает в своих проектах и цифровая команда «Газпромнефти».
Представитель Skoltech Денис Фахриев рассказал о преимуществах открытого протокола сверхузкополосной связи OpenUNB. Среди технических характеристик решения следует отметить UNB-технологию, высокую пропускную способность (как у SigFox), встроенную криптографическую защиту информации (как у LoRaWAN), два варианта модуляции (FSK DBPSK), помехозащищенное кодирование (полярные коды), высокую энергоэффективность, передачу адреса устройства в эфире в защищенном виде. Разработчикам протокола пришлось отказаться от обратного канала. Информация с датчиков собирается, но управление ими не осуществляется. По словам эксперта, в определенном классе массовых IoT-устройств обратный канал не нужен, поскольку они не требуют оперативного управления.
Отвечая на вопрос, в каких случаях стоит отдавать предпочтение новому протоколу, Денис Фахриев перечислил несколько условий. Прежде всего при отсутствии электросети или невозможности подключения к ней, применении автономных устройств, которые трудно обслуживать, а также если точкой их размещения служат сложные для распространения радиосигнала места, например, подземные сооружения, подвалы. Стоимость датчика минимальная. Протокол подходит для решения задач мониторинга.
В упомянутых универсальных протоколах, таких как SigFox и LoRaWAN, большие накладные расходы на служебную («избыточную») информацию, передаваемую с каждым пакетом. Одна из идей разработки нового протокола – выбрать определенные сценарии его применения, пожертвовав рядом свойств, чтобы добиться максимальной эффективности решения. Встроенная система защиты информации (шифрование, обеспечение целостности и подлинности) – еще одно преимущество протокола.
Решение задачи локального позиционирования в сети GoodWAN представил Александр Шептовецкий из одноименной компании. Большое внимание он уделил LPWAN-подходу к контролю над движущимися объектами, что актуально в условиях формирования нового сегмента рынка. Идеальный LPWAN, по мнению GoodWAN, соответствует нескольким принципам: дешево, безопасно, длительная работа от батарейки. В современном мире открытая система отличается бесспорными преимуществами. Неслучайно GoodWAN совместно со «Сколково» реализует проект OpenUNB. По словам эксперта, чтобы получить что-то хорошее, нужно отказаться от чего-то не очень важного. В GoodWAN принесли в жертву обратный канал. Большая часть кейсов LPWAN не требует управления устройством.
Новости, связанные с развитием платформы AggreGate, представил Алексей Коржебин из компании Tibbo Systems. Центральный офис Tibbo, работающей на рынке почти 20 лет, находится в Твери. У компании более 200 партнеров в 44 странах. В частности, в Индии вместе с партнером Tibbo реализовала проект «Умный город». IoT-платформа AggreGate насчитывает свыше тысячи внедрений по миру.
Разработка платформы и вертикальных решений на ее базе – основной вид деятельности Tibbo. Под управлением AggreGate работает более миллиона устройств. Платформа дает возможность построить канал, условно говоря, от датчика до облака и обратно, поддерживает множество стандартных и отраслевых протоколов. Предложенный Tibbo Flexible-драйвер позволяет инженерам без навыков программирования разрабатывать драйверы новых устройств без написания кода на Java.
AggreGate Edge – полнофункциональная версия IoT-платформы AggreGate, оптимизированная для промышленных контроллеров. На базе этого продукта можно быстро создавать надежные IoT-решения, которые обрабатывают данные локально и соответствуют строгим нормам их защиты. При этом требования к аппаратной части минимальные. Эксперты называют AggreGate Edge мостом между цифровым и физическим миром. Одно IoT-приложение подходит для использования в дата-центре, на периферии и в облаке. В решении воплощена новая парадигма периферийных вычислений, сочетающая в себе несколько факторов.
Первый – общая кодовая база (при переносе приложения на периферию не нужны повторная разработка, тестирование, приемочные испытания). Второй – модульная структура (можно работать на разном оборудовании, достаточно отключить неиспользуемые плагины, чтобы соответствовать ограниченным ресурсам). Третий – распределенная архитектура (улучшенный контроль, простое управление обновлениями и изменениями). Четвертый – управление доступом на основе ролей.
В AggreGate Edgе входит весь функционал IoT-платформы AggreGate. В частности, реализованы драйверы полевых шин, инструменты обработки сложных событий, модули машинного обучения, конструктор пользовательских интерфейсов, позволяющих обрабатывать и визуализировать данные на контроллере.
Компания Rightech предлагает облачную платформу Интернета вещей Rightech IoT Cloud (RIC), выступающую в роли связующего звена при разработке IoT-решений. CEO компании Rightech Илья Быконя в своем выступлении попытался охарактеризовать тенденции развития ИТ-систем и рынка в целом. По его словам, Интернет вещей – это конвейер данных в широком смысле. В вычислениях конвейер представляет собой набор элементов их обработки, соединенных последовательно. Выход одного элемента служит входом следующего. Элементы конвейера часто выполняются параллельно или с перерывами во времени.
Что касается платформы, то это конструктор по производству конвейеров. В таком конструкторе настраивается каждый отдельный блок, обрабатывающий данные (от их приема до передачи в систему верхнего уровня), определяется способ связи между ними. Иными словами, между IoT-платформой и конвейером, а точнее, конструктором конвейеров, можно поставить знак равенства. Примечательно, что такой конструктор пользователь может настраивать по своему желанию. При этом задача платформы – обеспечивать взаимодействие отдельных компонентов, гарантировать интероперабельность слагаемых IoT-проекта.
Обработка данных – одна из операций конвейера. В RIC есть движок потоковой обработки данных, готовый к работе serverless-механизм. Бессерверные вычисления (serverless computing) – это подход к организации платформенных облачных услуг, при котором облако автоматически управляет выделением ресурсов в зависимости от нагрузки, необходимой пользователю. По мнению эксперта, открытая облачная платформа на все случаи жизни – это конструктор конвейера данных с возможностью обмениваться готовыми фрагментами проектов и развивать их, но без специализированных инструментов.
Старая технология, которой нашли применение в новом мире Интернета вещей, – так руководитель Ассоциации Интернета вещей Андрей Колесников анонсировал свое выступление, посвященное открытой системе индустриальной идентификации. Актуальность задачи идентификации цифровых объектов трудно переоценить. Ее решение предполагает обнаружение связи между информацией в контексте (цифровыми двойниками) независимо от типа платформ или систем, участников бизнес-цепочки, жизненного цикла и документооборота. Не менее важно обеспечить доверие к информации об объектах путем извлечения данных (резолюции), желательно без систем-посредников, сложных API и на глубину, установленную владельцем информационной системы, в которой находится цифровой двойник или цифровая модель, формализованные данные.
Толчком к работе над этим проектом послужило желание регуляторов и разного рода проверяющих в мире Интернета вещей знать ответы на несколько базовых вопросов: что за объект, чей, где находится и каковы его свойства. Так возникла идея создания системы индустриальной идентификации.
Как это работает, можно пояснить на примере трех шагов. Первый – подготовка описательной модели (рекомендуемый формат JSON) цифрового объекта, который может быть извлечен по унифицированному идентификатору ресурса (URI). Второй – регистрация объекта в системе Хэндл с атрибутом URI и получение уникального идентификатора. Третий – резолюция объекта в системе и поиск интересующих данных, например, по условному запросу 77.CARGO/12345.
В мире множества информационных систем и платформ, нет проблем с потоками данных, протоколами, стандартами. Но не существует формализованных описаний этих объектов. Есть протокол, который передает данные от устройства Интернета вещей в облако, но либо модели описания устройства проприетарные, либо никто не задумывается о том, как, например, описать прибор учета, каковы его свойства, что это за объект, а не состав транслируемой с его помощью информации. По словам Андрея Колесникова, до сих пор витает идея создания ГИС, которая будет идентифицировать все объекты Интернета вещей. Но это утопия – единая информационная система для идентификации всего технически нереализуема. Кроме того, всегда актуален вопрос, чья система «главнее».
Для построения архитектуры системы идентификаторов была выбрана старая технология – Digital Object Architecture (DOA), которая используется для идентификации – Digital Object Identifier (DOI). Книги, научные статьи сопровождаются кодом, который распознается системой без ошибок, достаточно эффективен при поиске нужных публикаций в периодических изданиях. Цель DOI – обмен данными в научных кругах. Аналогичный подход предлагается использовать и для цифровых объектов. Идентификатор построен достаточно просто.
Любой может генерировать уникальный URI для считывания QR-кода либо для обращения программного агента и отправлять запрос с целью получения информации. Структура информации определяется единолично владельцем информационной системы. Для взаимодействия двух таких систем необходим API, стоимость разработки и поддержки которого варьируется в зависимости от платформы. Для применения предлагаемой системы рекомендуется формализовать структуру информации об объекте и согласовать ее с участниками предметной области: онтология грузов, приборов, устройств Интернета вещей, других объектов.
В нашей стране инвестируются немалые средства в создание систем умного города, ЖКХ, различных муниципальных систем. И хорошо бы начинать подобные проекты с согласования со всеми интересантами онтологической предметной области. Важно договориться о схеме данных конкретного объекта – условного столба или лампы. Если разрабатывать модель под конкретную задачу, что и происходит, то системы не смогут обмениваться данными. Для создания шлюза между системами требуются огромные средства.
Формализованная информация даст другим пользователям системы (людям, алгоритмам) оперировать ею в контексте. Андрей Колесников рассказал об одном из кейсов идентификации прибора измерения потребления воды (на примере счетчика крыльчатого). Мета-данные дополняются данными по ссылке, которые ведут к расширенному описанию моделей. Пример показывает, как можно формализовать данные, представленные в реестре метрологически поверенных приборов.
В системе DOA множество корневых серверов. Для России корневой префикс 77 (администрируется «Ростелекомом»). Локальными резолюциями объектов заведуют LNS, локальные серверы в выделенном пространстве имен своего префикса. Например, 77.IOT, где IOT – префикс Ассоциации Интернета вещей.
В числе реализованных систем назывались, в частности, опытный образец локального сервера резолюций под управлением «ЗащитаИнфоТранс» – 77.49 (49 – префикс транспортной отрасли), распределенная глобальная система GRN под управлением Технического центра Интернета «Ростелеком». На правах владельца корневого префикса 77 «Ростелеком» выдает субпрефиксы всем желающим под конкретную задачу.
Представленная схема универсальна, утверждает эксперт. Первоначально система предназначалась для идентификации устройств Интернета вещей, транспортной отрасли и логистики, энергоснабжения, в дальнейшем этот перечень планируется значительно расширить.
