تُوفر هذه المقالة نظرة عامة على مُراقبة وإدارة بنية حلقة العملية والخصائص والمكونات.
بناء الأنظمة
تنزيل Visio file لهذه البنية.
حلقة إدارة ومراقبة إنترنت الأشياء هي نظام إشرافي يضمن أن النظام يعمل ضمن حدود التشغيل. يجب أن تعمل أجهزة مُتعددة في النظام بشكل متناغم لتحقيق والبقاء ضمن نطاق مقبول من الحالة المطلوبة. تُراقب حلقة الإدارة والمراقبة اتجاهات إشارة القياس عن بعد الساخنة وتربطها من أجهزة مُتعددة لاستخراج الحالة الحالية. يجمع المنطق بين هذه الاتجاهات مع محفوظات السلاسل الزمنية الدافئة وإشارات نِظام المؤسسة لحساب رؤى جديدة. ثم تدفع حلقة المراقبة والإدارة الرؤى من خلال محرك قواعد لإنشاء أوامر المُشغل أو إنشاء إنذارات حسب الضرورة.
الخصائص
تمتلك حلقات المراقبة والإدارة الخصائص التالية:
- قد تكون بعيدة أو قريبة من أجهزة إنترنت الأشياء الفعلية. لا يُمكن للمباني البعيدة بطبيعتها، مثل خطوط أنابيب النفط والغاز، ومحولات الطاقة، وأحزمة الباب الذكية، والبيئات الخطرة، وأجهزة تعقب الأصول استيعاب هذه البُنية الأساسية. بالنسبة لهذه البيئات، تعمل حلقات المراقبة والإدارة من المرافق البعيدة مثل السحب العامة أو الخاصة. في صناعات المُعالجة، مثل تكرير النفط والتصنيع الكيميائي، قد يتم نشر حلقات المراقبة والإدارة بالقرب من الأجهزة. قد يقوم التصنيع المنفصل أيضًا بنشر هذه الحلقات محليًا، حيث يمكن أن تكون أوقات تعطل الشبكة مُكلفة.
- تعتمد على حلقات القياس والتحكم المُستندة إلى الجهاز لعمليات المراقبة والإدارة الأساسية.
- قد يتكامل مع أنظمة المؤسسة الأخرى مثل تخطيط موارد المُؤسسة (ERP) وإدارة علاقات العملاء (CRM) وإدارة دورة حياة المنتج (PLM) وأنظمة الدعم لوضع العمليات في سياقها. لا تعتمد حلقات المراقبة والإدارة على تلك الأنظمة للعمل.
- استهلاك تدفقات القياس عن بعد للمستشعر والمُساهمة في آخر حالة معروفة للجهاز، وذاكرة التخزين المؤقت للسلسلة الزمنية الساخنة، ومحفوظات السلاسل الزمنية الدافئة، والمجموعة التجميعية.
- إنتاج أوامر إشرافية مرة أخرى إلى الأجهزة للشروط التي بحاجة إلى تصحيح.
- حساب حالات الأجهزة التابعة وتوفير مُوجزات الأحداث للأنظمة الخارجية.
- التكامُل بشكل أساسي مع الأجهزة وأنظمة المؤسسات عبر بروتوكولات شبكة HTTP وMQTT وAMQP.
- قد يكون لها أوقات دورة لبضع ثوان، اعتمادًا على سيناريو إنترنت الأشياء. يُمكن أن يحدث تباين تأخير حزمة الشبكة أو تشويشها عند استخدام بروتوكولات شبكة غير حساسة للوقت مثل MQTT وHTTP وAMQP.
المكونات
تتضمن حلقات المراقبة والإدارة المكونات التالية:
- وسطاء الرسائل يقوم بمعالجة بيانات تتبع الاستخدام وإرسال الأوامر إلى الأجهزة.
- يُخزن سجل الجهاز أو نظام السجل والحقيقة الفردية لجميع أجهزة إنترنت الأشياء بيانات التعريف حول الأجهزة والعلاقات بين الأجهزة. يستخدم معالج دفق بيانات تتبع الاستخدام معلومات التسجيل لفَهم بنية رسالة بيانات تتبع الاستخدام وتحليل وتنفيذ منطق معالجة الدفق. يستخدم وسيطُ الرسائل السجلَ للتحقق من صحة طلبات اتصال الجهاز واتخاذ قرارات توجيه الرسائل. يستخدم منطقُ معالجة الأحداث بيانات تعريف الكيان لضمان توافق المدخلات والمخرجات ومنطق المُعالجة مع علاقات الكيان والتفاعلات الهيكلية والدلالية.
- يتلقى مُعالج دفق بيانات تتبع الاستخدام (TSP) بيانات تتبع الاستخدام للجهاز، ويستنتج حالة مجموعة الأجهزة والجهاز الفردية، ويكتشف الأخطاء والانحرافات عن الحالة المطلوبة. يُرسل معالج دفق بيانات تتبع الاستخدام شروط الخطأ ونقاط البيانات المجمعة أو الأولية إلى معالجات الأحداث المناسبة وإلى التخزين الساخن والحار لمزيد من المعالجة وحفظ السجلات.
- محفوظات السلاسل الزمنية الساخنة هي تخزين ذاكرة التخزين المؤقت عالي السرعة في الذاكرة أو التخزين المؤقت البعيد الذي يُوفر آخر مقاييس الجهاز المعروفة ومجموعة من نقاط البيانات للكشف عن الاتجاهات القريبة من الوقت الحقيقي.
- محفوظات السلاسل الزمنية الدافئة تخزن بضعة أسابيع من نقاط البيانات، للمساعدة في ربط الاتجاهات القريبة من الوقت الحقيقي بالاتجاهات طويلة الأجل والشعور بالانحرافات المحتملة عن الحالة المطلوبة. يُمكن لحلقات المراقبة والإدارة أيضا استخدام التخزين المفهرس لحساب الاتجاهات مسبقًا.
- حساب الحدث يحسب الأحداث القابلة للتنفيذ من خلال الجمع بين أحداث معالج الدفق، وآخر حالات الجهاز المعروفة، والاتجاهات القريبة من الوقت الحقيقي من محفوظات السلاسل الزمنية الساخنة، ومحفوظات السلسلة الزمنية الدافئة إذا لزم الأمر.
- يستهلك مُحرك القواعد أحداث الأعمال ويُعالجها عن طريق ضبط حالات الجهاز المطلوبة من خلال الأوامر المناسبة. قد يقوم مُحرك القواعد أيضًا بنشر الأحداث والتنبيهات إلى وحدة التحكم في المراقبة.
- تُوفر وحدة تحكم المراقبة العرض المرئي والتدخل البشري إذا لزم الأمر.
تفاصيل السيناريو
إنّ حلقة مراقبة وإدارة إنترنت الأشياء (IoT) هي نظام إشرافي يُراقب باستمرار نظامًا ماديًا تتحكم به مجموعة من أجهزة إنترنت الأشياء المتصلة بالشبكة. تتأكد حلقة المراقبة والإدارة من أن النظام ضِمن نطاق مقبول من نقطة تعيين الحالة المطلوبة، ويصدر أوامر للتحكم في النظام.
حالات الاستخدام المحتملة
يعد هذا الحل مثاليا للصناعات المتعلقة بالطاقة والبيئة والتصنيع والتعليم والمرافق والعقارات. تتضمن بعض أمثلة السيناريوهات لحلقات المراقبة والإدارة ما يلي:
- تجميع البيانات المهملة الذكي: وجّه الشاحنة إلى المسار الذي يحتوي على أكثر حاجة لتجميع البيانات المهملة.
- الحرم الجامعي الذكي: إصدار تنبيه إخلاء الحرم الجامعي عِند الكشف عن الحرائق في مبانٍ متعددة.
- توزيع الطاقة: أوقف تشغيل الطاقة بشكلٍ استباقي إلى كتل مدينة مُتعددة بناءً على توقعات الرياح العالية والمطر.
- مُراقبة خط أنابيب الغاز: أغلق محطة ضخ الغاز عند استشعار انخفاض الضغط في قطاعات مُتعددة في خط أنابيب عن بعد.
- العدادات الذكية: مُراقبة استهلاك الطاقة ودمجها مع توقعات الطقس لرفع نقطة تعيين منظم الحرارة المنزلية تلقائيًا، كجزءٍ من برنامج لإعطاء خصومات لمستهلكي الطاقة المقسمة.
- مزرعة الرياح : عند مُلاحظة انخفاض عامل الطاقة في مزرعة الرياح، وجدولة التفتيش من توربينات الرياح المشتبه بها.
- صناعات العمليات: مراقبة عملية تكسير النفط الخام في مصفاة النفط والتحكم بها. مراقبة الطلاء والتصنيع الكيميائي بالجملة والتحكم به.
- التصنيع المُنفصل: مراقبة فحص عنصر واجهة المستخدم وخلية التعبئة والتغليف والتحكم به.
المساهمون
هذه المقالة تحتفظ بها Microsoft. تمت كتابتها في الأصل من قِبل المساهمين التاليين.
الكاتب الرئيسي:
- Hanu Kommalapati | مهندس البرمجيات الرئيسي
لمشاهدة ملفات تعريف LinkedIn غير العامة، سجل الدخول إلى LinkedIn.