O início da indústria 4.0 e o crescimento exponencial de dispositivos conectados levou ao advento de soluções remotas de gerenciamento de dispositivos IoT. IoT pode ser considerada um ecossistema, ele pode conectar vários dispositivos inteligentes através de redes sem fio, como Bluetooth, Wi-fi, e LoRa. Dispositivos inteligentes como beacons, sensores, e rastreadores são comuns, cada um recebeu um endereço IP exclusivo para identificação. Depois de se conectar ao gerenciamento de dispositivos, uma grande quantidade de dados é coletada e transmitida automaticamente sem intervenção humana, auxiliando no monitoramento e solução de problemas. Neste artigo, nos aprofundaremos na definição e em outros tópicos relacionados ao gerenciamento remoto de dispositivos IoT.
O que é gerenciamento remoto de dispositivos IoT?
O gerenciamento remoto de dispositivos IoT refere-se ao monitoramento, gerenciando, e controlar dispositivos conectados à Internet a partir de um local ou plataforma central. Em vez de ter que estar fisicamente próximo aos dispositivos para definir configurações ou solucionar problemas, o gerenciamento remoto permite que os administradores gerenciem com segurança frotas inteiras de ativos de IoT distribuídos por meio de ferramentas baseadas em nuvem.
O gerenciamento remoto de dispositivos IoT é indispensável para operar dispositivos conectados dispersos com eficiência e escala. Os sistemas básicos fornecem monitoramento e controle remoto, enquanto as plataformas avançadas utilizam análise de dados de telemetria para uma supervisão criteriosa. Em tudo, a capacidade de diagnosticar problemas iminentes preventivamente é altamente valiosa.
Quão gerenciar Dispositivos IoT remotamente
Existem várias etapas importantes para implementar uma solução de gerenciamento remoto de dispositivos IoT:
Degrau 1 – Provisionamento: Dispositivos de integração
O provisionamento é a primeira etapa no gerenciamento remoto de dispositivos IoT, onde um dispositivo inteligente precisa estar conectado à Internet para funcionar corretamente. O provisionamento traz novos dispositivos IoT para a rede. Envolve:
- Conclua a primeira conexão entre a solução IoT e o dispositivo registrando o dispositivo.
Você pode registrar um único dispositivo ou vários dispositivos ao mesmo tempo. Os dispositivos são comumente agrupados para controle eficiente, e então você pode enviar comandos para diferentes dispositivos ao mesmo tempo. Por exemplo, uma frota de robôs de entrega poderia ser registrada em conjunto em um grupo.
- Configure o dispositivo de acordo com os requisitos da solução específica.
Isso pode envolver a conexão com plataformas de nuvem específicas, entradas, configurando protocolos de comunicação, etc. A configuração inicial estabelece uma linha de base para construir.
Degrau 2 – Autenticação: Verificando Identidades
A autenticação confirma as identidades dos dispositivos antes de permitir o acesso remoto IoT, efetivamente prevenindo invasões e mantendo a confidencialidade das informações proprietárias. Para ativar a autenticação, os administradores devem definir as configurações de segurança do dispositivo e da rede para autorizar ou bloquear tentativas de acesso.
Embora o processo de autenticação para dispositivos seja diferente, cada dispositivo tem um certificado ou chave diferente para verificar a autenticidade da identidade. O número do modelo e o número de série são algumas das credenciais usadas para verificar a identidade.
Degrau 3 – Configuração: Personalizando Funcionalidade
Como mencionamos acima, O gerenciamento de configuração de IoT é uma maneira de personalizar a funcionalidade de dispositivos de IoT. Após a instalação do novo dispositivo, configuração adicional adapta os dispositivos conectados às funções exigidas,:
– Integrando lógica e comportamentos personalizados por meio de codificação
– Configurações de ajuste fino para otimizar o desempenho
– Modificando configurações para oferecer suporte a novos casos de uso
Por exemplo, um sistema HVAC predial pode ser reconfigurado para ajustar automaticamente as temperaturas definidas.
Degrau 4 - Ao controle: Operando dispositivos remotamente
Você deve ser capaz de controlar os dispositivos depois que eles são provisionados, autenticado, configurado, e conectado à rede por meio de dispositivos. Gerencie remotamente os comportamentos dos dispositivos IoT após a configuração envolver:
– Definir ações automatizadas para ocorrerem em determinados gatilhos
– Rastreando status de dispositivos e estados operacionais
– Emita comandos para grupos de dispositivos no painel de gerenciamento
Isso permite que os administradores coordenem dispositivos sem acesso físico.
Degrau 5 – Monitoramento: Gerando insights
Outro objetivo importante do gerenciamento remoto de dispositivos IoT é o gerenciamento remoto da IoT pela Internet.. O monitoramento de dispositivos IoT gera insights valiosos como:
– Análise de tempo de atividade a partir de painéis do sistema
– Relatórios de desempenho predefinidos (por exemplo. dados de temperatura)
– Alertas & notificações para problemas críticos que necessitam de intervenção oportuna
Isso ajuda os administradores a otimizar e solucionar problemas da rede.
Degrau 6 – Diagnóstico: Identificando problemas
Após concluir o processo, o administrador pode diagnosticar toda a rede do dispositivo e o status de integridade do dispositivo. Esses processos permitem que os administradores realizem diagnósticos da plataforma de gerenciamento sem precisar visitar fisicamente cada ponto de instalação do dispositivo, solucionar e corrigir problemas de forma eficaz e rápida.
Degrau 7 – Manutenção de software & Atualizações: Melhorando a Funcionalidade
Os dispositivos IoT exigem atributos definidos por software complexos para gerenciar sua segurança e funcionalidade. Dispositivos IIoT podem durar uma década ou mais. Portanto, para gerenciar dispositivos IoT remotos, os administradores devem poder enviar atualizações de firmware para aprimorar a funcionalidade de qualquer dispositivo na rede a qualquer momento. Vários exemplos de atualizações de software estão listados abaixo:
– Instalando novas atualizações de firmware para corrigir bugs e aprimorar recursos
– Entrega de patches de segurança para garantir que a proteção de segurança esteja atualizada
– Usando Python para atualizar o código da funcionalidade do dispositivo para se adaptar às mudanças nos requisitos de negócios
– Ajustando configurações como frequências de relatórios de status
Benefícios de Remote IoT ddispositivo mgerenciamento ssoluções
Há uma infinidade de benefícios que impulsionam a adoção de plataformas dedicadas de gerenciamento remoto de dispositivos IoT, incluindo:
Localização automática: Você pode pesquisar rapidamente uma frota inteira de dispositivos ou encontrar qualquer dispositivo IoT que deseje usar uma combinação de atributos, como status do dispositivo, ID de dispositivo, e digite para agir ou solucionar problemas.
Gerenciamento remoto: A Internet das Coisas conecta vários dispositivos, às vezes centenas ou milhares deles. O gerenciamento remoto de dispositivos IoT permite gerenciar ou atualizar dispositivos remotamente e manter a integridade do cluster de dispositivos. Você também pode realizar remotamente operações em toda a frota, como reinicializações, patches de segurança, e reinicializações de fábrica.
Segurança aprimorada: Dispositivos da Internet das Coisas, como roteadores e estações base, correm o risco de serem invadidos. Portanto, atualizações de segurança são críticas na proteção de redes. Com monitoramento contínuo, comportamento anormal no tráfego de dados e quaisquer tentativas de alterar a configuração são detectadas e um dispositivo de alarme é acionado.
Escalabilidade: A capacidade de ampliar uma implantação depende da capacidade da organização de monitorar e gerenciar dispositivos IoT remotamente por meio de uma interface de gerenciamento central ou de dispositivos móveis no local..
Otimização de rede: As organizações precisam de ferramentas para implantar alterações de software para otimizar o uso de dados, duração da bateria, e funcionalidade para dispositivos na borda da rede.
Tempo de colocação no mercado mais rápido: A plataforma de gerenciamento de dispositivos IoT ajuda os desenvolvedores a minimizar o tempo necessário para os esforços de desenvolvimento e teste
Custo mais baixo: O gerenciamento de dispositivos IoT detecta falhas de dispositivos, o que ajuda a prever a manutenção. Isso evita que pequenos incidentes se tornem maiores e exijam menos tempo de manutenção, que por sua vez leva a menores custos operacionais.
Quando você precisa de gerenciamento remoto de dispositivos IoT
Existem algumas situações que exigem a implementação de uma plataforma dedicada de gerenciamento remoto de IoT, incluindo:
- Gerenciando grande volume de ativos IoT distribuídos – Permite gerenciar com eficiência milhares de dispositivos implantados em vários locais.
- Dispositivos em locais perigosos/de difícil acesso, como minas, pontes e barragens- Fornece segurança, acesso on-line a ativos em locais perigosos, os funcionários não devem entrar manualmente.
- Ativos críticos para os negócios que exigem alta disponibilidade – Suporta rápida identificação e resolução de falhas para minimizar o tempo de inatividade dispendioso.
- São necessárias atualizações frequentes de software/firmware – Simplifica implantações de atualização over-the-air em grande escala.
- Requisitos de conformidade regulatória – Controles integrados auxiliam na conformidade com regulamentações que exigem controles de acesso, registros de atividades, e toalhetes remotos.
Tipos de dispositivos IoT comumente usados
Dispositivos IoT comuns incluem Sinalizadores Bluetooth, sensores, e vários objetos conectados inteligentes. Uma entidade conectada pode ter dezenas de sensores embutidos para identificar e reagir ao ambiente. Uma entidade conectada pode ter dezenas de sensores embutidos para identificar e reagir ao ambiente. O sensor emite informações e troca dados com outros sistemas conectados antes de enviar um relatório de volta para a nuvem.
- Sensor de temperatura
O setor de saúde industrial e o transporte de cadeia de frio precisam particularmente desses sensores para manter as mercadorias em uma temperatura específica.
- Sensor de umidade
Sensores de umidade podem ser usados para calcular a quantidade de vapor d'água e o nível de água na atmosfera e são comumente implantados em sistemas de aquecimento., esgotos de cozinha, Isso pode ser alcançado oferecendo uma maior compreensão das demandas de água e abastecimento, e ar condicionado.
- Acelerômetro
Acelerômetro é usado para detectar a taxa de mudança na velocidade de objetos em relação ao tempo. Eles são frequentemente usados em pedômetros inteligentes e monitoramento de frota. além do que, além do mais, eles são amplamente utilizados em sistemas de proteção anti-roubo, que notificam quando um objeto ou pessoa estacionária entra em uma sala
- Sensor de monitoramento de energia
Os sensores de rastreamento de energia são usados principalmente em medidores de água inteligentes, que economizam tempo e esforço de leitura manual do medidor e melhoram a precisão.
- Rastreador de localização
A nossa vida quotidiana é agora inseparável da soluções de rastreamento de localização. Há uma variedade de sensores de localização habilitados para IoT no mercado que você pode aplicar à sua carga ou à pessoa que deseja rastrear. Quando vários rastreadores são implantados, visibilidade em tempo real de todos os dispositivos torna-se particularmente importante.
Recursos do gerenciamento remoto de dispositivos IoT
Os sistemas de monitoramento remoto de IoT exigem alguns recursos para fornecer um nível mais alto de controle sobre dispositivos remotos.
Alerta instantâneo
Alertas instantâneos permitem que você receba alterações importantes sobre o estado a tempo. Seus alertas só serão significativos se puderem ser desativados ou respondidos adequadamente. Se a notificação relatar um problema que não pode ser resolvido remotamente, deve fornecer informações suficientes para que você saiba o que fazer em seguida. Esses pop-ups precisam ser entregues a pessoas que podem agir. Outra abordagem é realizar o gerenciamento de eventos. Quando você observa a causa raiz dos alertas de falhas críticas, você pode saber quais outras notificações podem ser definidas para ajudar a evitar que o mesmo problema aconteça novamente.
Coleta de dados eficaz
Seus dispositivos IoT podem ser implantados em locais remotos, então você precisa ter um método eficiente de coleta de dados. Existem dois métodos importantes para obter dados: notificação push ou sondagem. Para sistemas de monitoramento de IoT, uma abordagem baseada em push pode ser mais conveniente, mas compensações devem ser consideradas. Essas compensações geralmente incluem protocolos de comunicação apropriados. É importante garantir que os protocolos suportados pelo seu dispositivo tenham uma maneira eficiente de coletar dados. Mas também é necessário usar protocolos abertos para garantir a interoperabilidade entre vários dispositivos.
Gráficos para análise de tendências
O sistema de monitoramento remoto IoT pode fornecer dados para qualquer período definido. Contudo, a informação bruta em si não é diretamente utilizável, mas pode nos ajudar a compreender a informação. Contudo, a informação bruta em si não é diretamente utilizável, mas pode nos ajudar a entender as informações. É melhor ter um sistema de monitoramento que permita executar algum tipo de consulta em um banco de dados e exibir visualmente os dados. Existem muitos outros tipos de representações visuais de dados, enquanto o gráfico de linhas é a melhor maneira de alcançar o que você deseja.
Tecnologias sem fio para gerenciar dispositivos IoT remotamente
A IoT é gerenciada conectando dispositivos a uma rede e trocando informações e transmitindo dados. Portanto, métodos de comunicação IoT apropriados devem ser selecionados ao iniciar a estratégia de IoT de gerenciamento remoto. A seguir estão alguns métodos de comunicação usados para transmissão de dados da Internet das Coisas.
Wi-fi
WiFi é uma rede local que troca dados com dispositivos eletrônicos conectados. Sua rápida transferência de dados o torna adequado para transferências de arquivos, mas também consome muita energia. A tecnologia WiFi é baseada no padrão IEEE 802.11n e é usada principalmente em residências e empresas, fornecendo uma gama de centenas de Megabits por segundo.
Bluetooth
A tecnologia Bluetooth é um protocolo IoT importante, muito adequado para dispositivos móveis e amplamente utilizado para comunicação de curto alcance.. É adequado para enviar pequenos dados para produtos pessoais, como smartwatches ou sensores. Consome relativamente pouca energia e tem potencial para ser ampliado para todos os mercados de inovação.
LoRaWAN
LoRaWan, abreviação de Long Range Wide Area Network, é um dispositivo da Internet das Coisas usado para baterias sem fio remotas e um dos métodos de comunicação mais populares da Internet das Coisas, conhecido pela interação de longa distância com consumo de energia muito baixo. além do que, além do mais, ele também pode detectar sinais abaixo do nível de ruído. É comum em cidades inteligentes que conectam milhões de dispositivos.
NFC
NFC é uma tecnologia sem fio projetada para distâncias curtas, até 10 centímetros. Funciona usando indução eletromagnética entre duas antenas de bobina perto de um campo eletromagnético. Os clientes podem usar NFC para transferência instantânea de arquivos e pagamentos sem contato. Como um protocolo de comunicação de curta distância, o consumo de energia é baixo.
ZigBee
ZigBee também é um protocolo de comunicação de dispositivo de Internet das Coisas sem fio de curto alcance baseado no IEEE 802.15.4 padrão. A frequência de operação é de 2,4 GHz e a taxa de dados é de 250 kbps. As vantagens são o baixo consumo de energia, segurança, persistência, escalabilidade e alto número de nós. O ZigBee pode transmitir dados em distâncias de até 200 metros e tem até 1024 nós em uma rede.
RFID
RFID utiliza campos eletromagnéticos para identificar e rastrear etiquetas anexadas a objetos. O dispositivo captura dados da tag e os envia para o banco de dados.
onda z
Z-wave é uma tecnologia de comunicação RF sem fio de baixa potência. Adequado para produtos de automação residencial, como controladores de lâmpadas e sensores. Com topologia de rede mesh, até 232 dispositivos podem ser controlados e a distância de comunicação pode chegar 40 metros.
Sig Fox
SigFox visa reduzir o custo de cobertura de área ampla em domínios de aplicativos. Permite qualquer comunicação que exija um consumo mínimo de energia, baseado em funcionalidade bidirecional, para bens de consumo, varejo, transporte, e comunicações relacionadas com energia.
MQTT
O MQTT é um protocolo leve para fornecer fluxos de dados de sensores para aplicativos e middleware. Ele fica no topo da camada TCP/IP e consiste em 3 componentes: corretor, assinante e editor. Os editores coletam dados e os transmitem aos assinantes. O corretor testa editores e assinantes para verificar sua autorização.
O MQTT fornece três padrões para alcançar a qualidade de serviço:
- QoS0 envia no máximo uma vez: o menos confiável, mas o modo mais rápido. Publicações foram enviadas, mas nenhuma confirmação foi recebida
- QoS1 enviar pelo menos uma vez: Uma mensagem pode ser enviada pelo menos uma vez, mas mensagens duplicadas ainda podem ser recebidas
- QoS2 envia exatamente uma vez: é o padrão mais confiável, mas também é o padrão mais intensivo em largura de banda que requer uma cópia de controle para garantir que a mensagem seja enviada apenas uma vez.
AMQP
AMQP é um protocolo de assinatura e publicação de padrão aberto do setor financeiro. Ele fornece assinatura assíncrona ou comunicação de publicação por meio de mensagens. A função de armazenamento e encaminhamento garante confiabilidade mesmo quando a rede é interrompida. AMQP é provavelmente o único protocolo viável para aplicações de ponta a ponta na Internet das Coisas, frequentemente usado em máquinas industriais pesadas ou SCADA sistemas.
DDS
O protocolo Data Distribution Service é projetado especificamente para comunicação em tempo real, confiável, troca de dados escalável e de alto desempenho entre dispositivos conectados independentemente de plataformas de software e hardware. Ele suporta arquiteturas com menos multicast e agentes para garantir QoS de alta qualidade e interoperabilidade. Pode ser usado para implantação industrial de IoT, incluindo serviços de alta tecnologia, como carros autônomos, gerenciamento de rede inteligente, controle de tráfego aéreo e robótica.
LwM2M
LwM2M é um M2M leve projetado para atender às necessidades de processamento de dispositivos com recursos limitados. Ele define muitas funções de gerenciamento de dispositivos IoT, como gerenciamento e monitoramento de conexão de operação de dispositivo remoto, bem como atualizações de firmware e software.
OCPP
OCPP é um protocolo que permite que sistemas de carregamento de veículos elétricos se comuniquem com um sistema de gerenciamento central. Ele é usado para transmitir uma previsão de 24 horas da capacidade disponível local para o operador do ponto de carregamento.
Desafios de muma idade dIoT distribuída ddispositivos
Ao entregar um valor imenso, implantações remotas de dispositivos IoT também representam desafios – especialmente ao lidar com milhares de ativos distribuídos em oposição a um conjunto fixo de equipamentos em um único local. Os pontos problemáticos e desafios comuns enfrentados ao gerenciar redes e equipamentos de dispositivos IoT remotos incluem:
- Indústria Fragmentada, Padrões Emergentes
A IoT continua sendo uma tecnologia emergente, indústria em rápida evolução sem padrões universais em protocolos de conectividade, formatos de dados etc.. Gerenciando diferentes hardwares com sucesso, modelos, e tipos de conectividade são essenciais.
- Restrições de bateria
Apoiar a operação de baixo consumo de energia para maximizar a vida útil da bateria dos ativos e, ao mesmo tempo, coletar e transmitir dados adequados requer um equilíbrio cuidadoso. Atualizações over-the-air frequentes também podem esgotar rapidamente as baterias conectadas.
- Cobertura de rede & Limitações de largura de banda
Ativos em locais remotos geralmente têm disponibilidade irregular de celular ou WiFi. Mesmo em áreas conectadas, transmitir muita telemetria de sensor pode sobrecarregar a largura de banda disponível. Avaliar cuidadosamente a conectividade disponível e definir limites de frequência de transmissão de dados é fundamental.
- Escala crescente & Complexidade
À medida que mais ativos são conectados e implantados, as dores de cabeça de gerenciar milhares de dispositivos heterogêneos e aumentar os volumes de dados podem se acumular rapidamente. Escolher soluções especificamente projetadas para escalar facilmente é fundamental.
Plataforma de gerenciamento remoto de dispositivos IoTs
Você pode encontrar plataformas em nuvem para várias soluções de IoT no mercado. Abaixo estão três das principais plataformas de gerenciamento remoto de dispositivos IoT voltadas para aplicativos de negócios:
AWS IoT
Serviços de nuvem e software de dispositivos são fornecidos pela AWS IoT para conectar seus dispositivos IoT a outros dispositivos e integrá-los às soluções AWS IoT. Protocolos como abaixo podem ser fornecidos:
LoRaWAN
MQTT
MQTT sobre WSS
HTTP
IoT do Azure
AWS IoT é uma plataforma de nuvem que fornece serviços para vários mecanismos de segurança, por exemplo, criptografia e controle de acesso de dados coletados por dispositivos, bem como serviços para monitoramento e auditoria de configuração, por meio de borda aberta e segurança escalável para soluções de IoT na nuvem.
Google Cloud IoT
A plataforma Google Cloud IoT permite desbloquear insights sobre a rede global de dispositivos. Suas interações totalmente gerenciadas permitem que você se conecte, analisar, e armazene dados na nuvem ou na borda. Você pode aproveitar os pontos fortes dos componentes básicos do Cloud IoT do Google para obter valor dos dados do dispositivo, desde a ingestão de dados até a inteligência. Com esta plataforma, a necessidade de manutenção e otimização de seu desempenho pode ser detectada em tempo real.
Conclusão
Se você está planejando o projeto IoT ou gostaria de atualizar a rede de equipamentos implantada, o gerenciamento remoto de dispositivos IoT é essencial para sua solução. A plataforma serve como uma chave para manter seu dispositivo on-line atualizado e otimizado para atender às necessidades específicas de sua aplicação. Todos esses benefícios proporcionarão o melhor ROI do seu investimento.
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