L'avvento dell'industria 4.0 e la crescita esponenziale dei dispositivi connessi ha portato all’avvento di soluzioni di gestione remota dei dispositivi IoT. L’IoT può essere considerato un ecosistema, può connettere più dispositivi intelligenti tramite reti wireless come Bluetooth, Wi-Fi, e LoRa. Dispositivi intelligenti come i beacon, sensori, e i tracker sono comuni, a ciascuno è stato assegnato un indirizzo IP univoco per l'identificazione. Dopo la connessione alla gestione del dispositivo, una grande quantità di dati viene raccolta e trasmessa automaticamente senza intervento umano, aiutando nel monitoraggio e nella risoluzione dei problemi. In questo articolo, approfondiremo la definizione e altri argomenti riguardanti la gestione remota dei dispositivi IoT.
Che cos'è la gestione remota dei dispositivi IoT?
La gestione remota dei dispositivi IoT si riferisce al monitoraggio, gestione, e controllare i dispositivi connessi a Internet da una posizione o piattaforma centrale. Invece di dover essere fisicamente accanto ai dispositivi per configurare le impostazioni o risolvere i problemi, la gestione remota consente agli amministratori di gestire in modo sicuro interi parchi di risorse IoT distribuite tramite strumenti basati su cloud.
La gestione remota dei dispositivi IoT è indispensabile per gestire in modo efficiente e su larga scala i dispositivi connessi sparsi. I sistemi di base forniscono monitoraggio e controllo remoto mentre le piattaforme avanzate utilizzano l'analisi dei dati di telemetria per una supervisione approfondita. In tutto, la capacità di diagnosticare preventivamente problemi imminenti è molto preziosa.
Come gestire Dispositivi IoT da remoto
Esistono diversi passaggi chiave per implementare una soluzione di gestione remota dei dispositivi IoT:
Passo 1 – Approvvigionamento: Dispositivi di onboarding
Il provisioning è il primo passo nella gestione dei dispositivi remoti IoT, dove un dispositivo intelligente deve essere connesso a Internet per funzionare correttamente. Il provisioning introduce nuovi dispositivi IoT nella rete. Implica:
- Completa la prima connessione tra la soluzione IoT e il dispositivo registrando il dispositivo.
Puoi registrare un singolo dispositivo o più dispositivi contemporaneamente. I dispositivi sono comunemente raggruppati per un controllo efficiente, e quindi puoi inviare comandi a diversi dispositivi contemporaneamente. Per esempio, una flotta di robot di consegna potrebbe essere registrata insieme sotto un unico gruppo.
- Configurare il dispositivo in base ai requisiti della soluzione specifica.
Ciò può comportare la connessione a piattaforme cloud specifiche, gateway, impostazione dei protocolli di comunicazione, eccetera. La configurazione iniziale stabilisce una linea di base su cui costruire.
Passo 2 – Autenticazione: Verifica identità
L'autenticazione conferma le identità del dispositivo prima di consentire l'accesso remoto IoT, prevenire efficacemente le intrusioni e mantenere riservate le informazioni proprietarie. Per abilitare l'autenticazione, gli amministratori devono configurare le impostazioni di sicurezza del dispositivo e della rete per autorizzare o bloccare i tentativi di accesso.
Sebbene il processo di autenticazione per i dispositivi sia diverso, ogni dispositivo ha un certificato o una chiave diversa per verificare l'autenticità dell'identità. Il numero di modello e il numero di serie sono alcune delle credenziali utilizzate per verificare l'identità.
Passo 3 – Configurazione: Personalizzazione delle funzionalità
Come abbiamo detto sopra, La gestione della configurazione IoT è un modo per personalizzare la funzionalità dei dispositivi IoT. Dopo l'installazione del nuovo dispositivo, un'ulteriore configurazione adatta i dispositivi collegati alle funzioni richieste:
– Integrazione di logiche e comportamenti personalizzati attraverso la codifica
– Impostazioni di regolazione fine per ottimizzare le prestazioni
– Modifica delle configurazioni per supportare nuovi casi d'uso
Per esempio, un sistema HVAC dell'edificio potrebbe essere riconfigurato per regolare automaticamente le temperature impostate.
Passo 4 - Controllo: Dispositivi operativi da remoto
Dovresti essere in grado di controllare i dispositivi dopo il provisioning, autenticato, configurato, e connesso alla rete tramite dispositivi. Gestire in remoto i comportamenti dei dispositivi IoT dopo la configurazione:
– Impostazione di azioni automatizzate in modo che si verifichino in base a determinati trigger
– Monitoraggio degli stati dei dispositivi e degli stati operativi
– Impartisci comandi a gruppi di dispositivi dalla dashboard di gestione
Ciò consente agli amministratori di coordinare i dispositivi senza accesso fisico.
Passo 5 – Monitoraggio: Generazione di insight
Un altro obiettivo chiave della gestione remota dei dispositivi IoT è la gestione remota dell'IoT tramite Internet. Il monitoraggio dei dispositivi IoT genera informazioni preziose come:
– Analisi dei tempi di attività dai dashboard di sistema
– Rapporti sulle prestazioni predefiniti (per esempio. dati di temperatura)
– Avvisi & segnalazioni di criticità che necessitano di intervento tempestivo
Questi aiutano gli amministratori a ottimizzare e risolvere i problemi della rete.
Passo 6 – Diagnostica: Identificazione dei problemi
Dopo aver completato il processo, l'amministratore può diagnosticare l'intera rete del dispositivo e lo stato di integrità del dispositivo. Questi processi consentono agli amministratori di eseguire la diagnostica dalla piattaforma di gestione senza dover visitare fisicamente ogni punto di installazione del dispositivo, risoluzione e risoluzione dei problemi in modo efficace e rapido.
Passo 7 – Manutenzione software & Aggiornamenti: Miglioramento della funzionalità
I dispositivi IoT richiedono complessi attributi software-defined per gestirne la sicurezza e la funzionalità. I dispositivi IIoT possono durare un decennio o più. Perciò, per gestire dispositivi IoT remoti, gli amministratori dovrebbero essere in grado di inviare aggiornamenti del firmware per migliorare la funzionalità a qualsiasi dispositivo in rete in qualsiasi momento. Di seguito sono elencati diversi esempi di aggiornamenti software:
– Installazione di nuovi aggiornamenti firmware per correggere bug e migliorare le funzionalità
– Fornire patch di sicurezza per garantire che la protezione della sicurezza sia aggiornata
– Utilizzo di Python per aggiornare il codice per la funzionalità del dispositivo per adattarsi ai mutevoli requisiti aziendali
– Configurazioni di ottimizzazione come le frequenze di segnalazione dello stato
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Esistono numerosi vantaggi che guidano l’adozione di piattaforme dedicate per la gestione remota dei dispositivi IoT, tra cui:
Localizzazione automatica: Puoi cercare rapidamente un'intera flotta di dispositivi o trovare qualsiasi dispositivo IoT che desideri utilizzare una combinazione di attributi come lo stato del dispositivo, ID del dispositivo, e digita per intraprendere un'azione o risolvere il problema.
Gestione remota: L'Internet of Things collega più dispositivi, a volte centinaia o migliaia di essi. La gestione remota dei dispositivi IoT ti consente di gestire o aggiornare i dispositivi in remoto e mantenere l'integrità del tuo cluster di dispositivi. Puoi anche eseguire in remoto operazioni a livello di flotta come i riavvii, patch di sicurezza, e riavvii di fabbrica.
Sicurezza migliorata: I dispositivi Internet of Things come router e stazioni base rischiano di essere violati. Perciò, gli aggiornamenti di sicurezza sono fondamentali per proteggere le reti. Con monitoraggio continuo, vengono rilevati comportamenti anomali nel traffico dati ed eventuali tentativi di modifica della configurazione e viene attivato un dispositivo di allarme.
Scalabilità: La capacità di ampliare una distribuzione dipende dalla capacità di un'organizzazione di monitorare e gestire i dispositivi IoT in remoto tramite un'interfaccia di gestione centrale o dispositivi mobili in loco.
Ottimizzazione della rete: Le organizzazioni hanno bisogno di strumenti per implementare le modifiche al software per ottimizzare l'utilizzo dei dati, durata della batteria, e funzionalità per i dispositivi ai margini della rete.
Time-to-market più rapido: La piattaforma di gestione dei dispositivi IoT aiuta gli sviluppatori a ridurre al minimo il tempo necessario per le attività di sviluppo e test
Costo più basso: La gestione dei dispositivi IoT rileva i guasti dei dispositivi, che aiuta a prevedere la manutenzione. Ciò impedisce che gli incidenti minori diventino più grandi e richiedano meno tempo di manutenzione, che a sua volta porta a minori costi operativi.
Quando è necessaria la gestione remota dei dispositivi IoT
Ci sono alcune situazioni che richiedono l'implementazione di una piattaforma di gestione IoT remota dedicata, inclusa:
- Gestione di grandi volumi di risorse IoT distribuite – Consente di gestire in modo efficiente migliaia di dispositivi distribuiti su più siti.
- Dispositivi in luoghi pericolosi/di difficile accesso come le miniere, ponti e dighe- Fornisce sicurezza, accesso online alle risorse in luoghi pericolosi che i dipendenti non devono inserire manualmente.
- Risorse aziendali critiche che richiedono elevata disponibilità – Supporta l'identificazione e la risoluzione rapida dei guasti per ridurre al minimo i costosi tempi di inattività.
- Sono richiesti frequenti aggiornamenti software/firmware – Semplifica le distribuzioni di aggiornamenti over-the-air su larga scala.
- Requisiti di conformità normativa – I controlli integrati facilitano la conformità alle normative che impongono i controlli di accesso, registri delle attività, e salviette remote.
Tipi di dispositivi IoT di uso comune
I dispositivi IoT comuni includono Beacon Bluetooth, sensori, e vari oggetti connessi intelligenti. Un'entità connessa può avere dozzine di sensori integrati per identificare e reagire all'ambiente. Un'entità connessa può avere dozzine di sensori integrati per identificare e reagire all'ambiente. Il sensore emette informazioni e scambia dati con altri sistemi connessi prima di inviare un report al cloud.
- Termometro
Il settore sanitario industriale e il trasporto della catena del freddo hanno particolarmente bisogno di tali sensori per mantenere le merci a una temperatura specifica.
- Sensore di umidità
I sensori di umidità possono essere utilizzati per calcolare la quantità di vapore acqueo e il livello dell'acqua nell'atmosfera e sono comunemente utilizzati nei sistemi di riscaldamento, fognature della cucina, Ciò può essere ottenuto offrendo una maggiore comprensione della domanda e dell'approvvigionamento idrico, e aria condizionata.
- Accelerometro
L'accelerometro viene utilizzato per rilevare il tasso di variazione della velocità degli oggetti rispetto al tempo. Sono spesso utilizzati nei contapassi intelligenti e nel monitoraggio della flotta. Inoltre, sono ampiamente utilizzati nei sistemi di protezione antifurto, che avvisano quando un oggetto o una persona stazionaria entra in una stanza
- Sensore di monitoraggio dell'energia
I sensori di tracciamento dell'energia sono utilizzati principalmente nei contatori d'acqua intelligenti, che risparmiano il tempo e lo sforzo della lettura manuale del contatore e migliorano la precisione.
- Localizzatore di posizione
La nostra vita quotidiana è ormai inseparabile da soluzioni di localizzazione. Sul mercato è disponibile una varietà di sensori di posizione abilitati per l'IoT che puoi applicare al tuo carico o alla persona che desideri monitorare. Quando vengono distribuiti più tracker, diventa particolarmente importante la visibilità in tempo reale di tutti i dispositivi.
Funzionalità della gestione remota dei dispositivi IoT
I sistemi di monitoraggio remoto IoT richiedono alcune funzionalità per fornire un livello più elevato di controllo sui dispositivi remoti.
Avviso istantaneo
Gli avvisi istantanei ti consentono di ricevere in tempo importanti cambiamenti sullo stato. I tuoi avvisi hanno significato solo se possono essere disattivati o rispondeti correttamente. Se la notifica segnala un problema che non può essere risolto da remoto, dovrebbe fornire informazioni sufficienti in modo da sapere cosa fare dopo. Questi pop-up devono essere consegnati a persone che possono agire. Un altro approccio consiste nell'eseguire la gestione degli eventi. Quando si esamina la causa principale degli avvisi di errore critico, puoi sapere quali altre notifiche possono essere impostate per evitare che lo stesso problema si ripeta.
Raccolta dati efficace
I tuoi dispositivi IoT possono essere distribuiti in località remote, quindi è necessario disporre di un metodo efficiente di raccolta dei dati. Esistono due metodi importanti per ottenere dati: notifiche push o polling. Per sistemi di monitoraggio IoT, un approccio push-based può essere più conveniente, ma dovrebbero essere considerati dei compromessi. Questi compromessi di solito includono protocolli di comunicazione appropriati. È importante assicurarsi che i protocolli supportati dal dispositivo dispongano di un modo efficiente per raccogliere i dati. Ma è anche necessario utilizzare protocolli aperti per garantire l'interoperabilità tra più dispositivi.
Grafici per l'analisi delle tendenze
Il sistema di monitoraggio IoT remoto può fornire dati per qualsiasi periodo definito. però, le informazioni grezze in sé non sono direttamente utilizzabili ma possono aiutarci a cogliere le informazioni. però, le informazioni grezze stesse non sono direttamente utilizzabili, ma può aiutarci a cogliere le informazioni. È meglio disporre di un sistema di monitoraggio che consenta di eseguire un certo tipo di query su un database e quindi visualizzare visivamente i dati. Esistono molti altri tipi di rappresentazioni visive dei dati mentre il grafico a linee è il modo migliore per ottenere ciò che desideri.
Tecnologie wireless per gestire i dispositivi IoT da remoto
L'IoT viene gestito collegando i dispositivi a una rete e scambiando informazioni e trasmettendo dati. Perciò, quando si avvia la strategia IoT di gestione remota è necessario selezionare metodi di comunicazione IoT appropriati. Di seguito sono riportati alcuni metodi di comunicazione utilizzati per la trasmissione dei dati di Internet of Things.
Wi-Fi
Il WiFi è una rete locale che scambia dati con dispositivi elettronici collegati. Il suo veloce trasferimento dei dati lo rende adatto per i trasferimenti di file ma consuma anche molta energia. La tecnologia Wi-Fi si basa sullo standard IEEE 802.11n ed è utilizzata principalmente nelle case e nelle aziende, fornendo una gamma di centinaia di Megabit al secondo.
Bluetooth
La tecnologia Bluetooth è un importante protocollo IoT molto adatto ai dispositivi mobili ed è ampiamente utilizzato per le comunicazioni a corto raggio. È adatto per inviare piccoli pezzi di dati a prodotti personali come smartwatch o sensori. Consuma relativamente poca energia e ha il potenziale per essere esteso a tutti i mercati dell'innovazione.
LoRaWAN
LoRaWan, abbreviazione di Long Range Wide Area Network, è un dispositivo Internet of Things utilizzato per batterie wireless remote e uno dei metodi di comunicazione Internet of Things più popolari, noto per l'interazione a lunga distanza con un consumo energetico molto basso. Inoltre, può anche rilevare segnali al di sotto del livello di rumore. È comune nelle città intelligenti che connettono milioni di dispositivi.
NFC
NFC è una tecnologia wireless progettata per le brevi distanze, fino a 10 centimetri. Funziona utilizzando l'induzione elettromagnetica tra due antenne a bobina vicino a un campo elettromagnetico. I clienti possono utilizzare NFC per il trasferimento istantaneo di file e pagamenti senza contatto. Come protocollo di comunicazione a breve distanza, il consumo energetico è basso.
ZigBee
ZigBee è anche un protocollo di comunicazione per dispositivi Internet of Things wireless a corto raggio basato su IEEE 802.15.4 standard. La frequenza operativa è di 2,4 GHz e la velocità dati è di 250 kbps. I vantaggi sono il basso consumo energetico, sicurezza, persistenza, scalabilità e numero elevato di nodi. ZigBee può trasmettere dati su distanze fino a 200 metri e ha fino a 1024 nodi in una rete.
RFID
L'RFID utilizza campi elettromagnetici per identificare e tracciare i tag attaccati agli oggetti. Il dispositivo acquisisce i dati dal tag e li invia al database.
onda z
Z-wave è una tecnologia di comunicazione RF wireless a bassa potenza. Adatto per prodotti di automazione domestica come controller di lampade e sensori. Con topologia di rete mesh, fino a 232 i dispositivi possono essere controllati e la distanza di comunicazione può raggiungere 40 metri.
Sig Fox
SigFox mira a ridurre il costo della copertura di un'ampia area nei domini delle applicazioni. Consente qualsiasi comunicazione che richieda un consumo energetico minimo, basato sulla funzionalità bidirezionale, per beni di consumo, Al dettaglio, trasporto, e comunicazioni relative all'energia.
MQTT
MQTT è un protocollo leggero per fornire flussi di dati dai sensori alle applicazioni e al middleware. Si trova nella parte superiore del livello TCP/IP ed è costituito da 3 componenti: broker, abbonato ed editore. Gli editori raccolgono dati e li trasmettono agli abbonati. Il broker verifica gli editori e gli abbonati per verificare la loro autorizzazione.
MQTT fornisce tre modelli per raggiungere la qualità del servizio:
- QoS0 invia al massimo una volta: il meno affidabile, ma la modalità più veloce. Le pubblicazioni sono state inviate ma non è stata ricevuta alcuna conferma
- QoS1 invia almeno una volta: Un messaggio può essere inviato almeno una volta, ma potrebbero comunque essere ricevuti messaggi duplicati
- QoS2 invia esattamente una volta: è il modello più affidabile, ma è anche il modello che richiede più larghezza di banda e richiede una copia di controllo per assicurarsi che il messaggio venga inviato solo una volta.
AMQP
AMQP è un protocollo di sottoscrizione e pubblicazione standard aperto del settore finanziario. Fornisce una sottoscrizione asincrona o una comunicazione di pubblicazione tramite la messaggistica. La funzione di archiviazione e inoltro garantisce affidabilità anche in caso di interruzione della rete. AMQP è probabilmente l'unico protocollo praticabile per le applicazioni end-to-end nell'Internet delle cose, spesso utilizzato in macchinari industriali pesanti o SCADA sistemi.
DDS
Il protocollo Data Distribution Service è progettato specificamente per la comunicazione in tempo reale, affidabile, scambio di dati scalabile e ad alte prestazioni tra dispositivi collegati indipendentemente dalle piattaforme software e hardware. Supporta architetture con meno multicast e agenti per garantire QoS e interoperabilità di alta qualità. Può essere utilizzato per la distribuzione IoT industriale, compresi i servizi ad alta tecnologia come le auto a guida autonoma, gestione della rete intelligente, controllo del traffico aereo e robotica.
LwM2M
LwM2M è un M2M leggero progettato per soddisfare le esigenze di elaborazione di dispositivi con risorse limitate. Definisce molte funzioni di gestione dei dispositivi IoT, come la gestione e il monitoraggio della connessione del funzionamento del dispositivo remoto, così come gli aggiornamenti del firmware e del software.
OCPP
OCPP è un protocollo che consente ai sistemi di ricarica dei veicoli elettrici di comunicare con un sistema di gestione centrale. Viene utilizzato per trasmettere una previsione di 24 ore della capacità locale disponibile al gestore del punto di ricarica.
Sfide di mun'età dIoT distribuito ddispositivi
Offrendo allo stesso tempo un valore immenso, Anche le implementazioni di dispositivi IoT remoti pongono sfide – soprattutto quando si ha a che fare con migliaia di risorse distribuite anziché con un set fisso di apparecchiature in un unico sito. I punti critici e le sfide comuni affrontati durante la gestione di reti e apparecchiature IoT remote includono:
- Industria frammentata, Standard emergenti
L’IoT resta un settore emergente, settore in rapida evoluzione senza standard universali sui protocolli di connettività, formati di dati ecc. Gestire con successo diversi hardware, Modelli, e i tipi di connettività sono essenziali.
- Vincoli della batteria
Supportare il funzionamento a basso consumo per massimizzare la durata della batteria delle risorse pur raccogliendo e trasmettendo dati adeguati richiede un attento bilanciamento. I frequenti aggiornamenti via etere possono anche scaricare rapidamente le batterie collegate.
- Copertura della rete & Limitazioni della larghezza di banda
Le risorse in località remote hanno spesso una disponibilità cellulare o WiFi discontinua. Anche nelle aree collegate, la trasmissione di grandi quantità di telemetria dei sensori può mettere a dura prova la larghezza di banda disponibile. È fondamentale valutare attentamente la connettività disponibile e impostare soglie di frequenza di trasmissione dei dati.
- Scala crescente & Complessità
Man mano che sempre più risorse vengono connesse e distribuite, i grattacapi derivanti dalla gestione di migliaia di dispositivi eterogenei e dall'aumento dei volumi di dati possono accumularsi rapidamente. La scelta di soluzioni appositamente progettate per essere facilmente scalabili è fondamentale.
Piattaforma di gestione remota dei dispositivi IoTS
Puoi trovare piattaforme cloud per varie soluzioni IoT sul mercato. Di seguito sono elencate tre delle principali piattaforme di gestione remota dei dispositivi IoT destinate alle applicazioni aziendali:
AWSIoT
I servizi cloud e il software del dispositivo sono forniti da AWS IoT per connettere i tuoi dispositivi IoT ad altri dispositivi e integrarli nelle soluzioni AWS IoT. Possono essere forniti protocolli come di seguito:
LoRaWAN
MQTT
MQTT su WSS
HTTP
IoT di Azure
AWS IoT è una piattaforma cloud che fornisce servizi per più meccanismi di sicurezza, per esempio, crittografia e controllo degli accessi dei dati raccolti dai dispositivi, nonché servizi per il monitoraggio e l'auditing della configurazione, attraverso la sicurezza open edge e scalabile alle soluzioni cloud IoT.
Google Cloud IoT
La piattaforma Google Cloud IoT ti consente di ottenere informazioni dettagliate sulla rete globale di dispositivi. Le sue interazioni completamente gestite ti consentono di connetterti, analizzare, e archiviare i dati nel cloud o nell'edge. Puoi sfruttare i punti di forza degli elementi costitutivi di Cloud IoT di Google per ottenere valore dai dati dei dispositivi, dall'importazione dei dati all'intelligence. Con questa piattaforma, la necessità di manutenzione e ottimizzazione delle sue prestazioni può essere rilevata in tempo reale.
Conclusione
Se stai pianificando il progetto IoT o desideri aggiornare la rete delle apparecchiature distribuite, la gestione remota dei dispositivi IoT è essenziale per la tua soluzione. La piattaforma funge da chiave per mantenere il tuo dispositivo online aggiornato e ottimizzato per soddisfare le tue specifiche esigenze applicative. Tutti questi vantaggi ti daranno il miglior ROI sul tuo investimento.
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