En este artículo se proporciona información general sobre la arquitectura del bucle de proceso de supervisión y administración, sus características y componentes.
Architecture
Descargue un archivo Visio de esta arquitectura.
El bucle de administración y supervisión de IoT es un sistema de supervisión que garantiza que el sistema funcione dentro de los umbrales operativos. Varios dispositivos de un sistema deben actuar en conjunto para alcanzar el intervalo tolerable del estado deseado y permanecer dentro de él. El bucle de administración y supervisión observa y correlaciona las tendencias de las señales de telemetría frecuentes desde varios dispositivos para deducir el estado actual. La lógica combina estas tendencias con el historial de series temporales intermedias y las señales del sistema empresarial para calcular las nuevas conclusiones. A continuación, el bucle de supervisión y administración envía las conclusiones a través de un motor de reglas para generar comandos del activador o crear alarmas según sea necesario.
Características
Los bucles de supervisión y administración tienen las siguientes características:
- Pueden ser remotos o cercanos a los dispositivos IoT físicos. Las instalaciones que son remotas por naturaleza, como tuberías de petróleo y gas, los transformadores de energía, los timbres inteligentes, los entornos peligrosos y agentes de seguimiento de recursos no pueden albergar esta infraestructura. En estos entornos, los bucles de supervisión y administración funcionan desde instalaciones remotas, como nubes públicas o privadas. En las industrias de procesos, como el refinamiento de petróleo o la fabricación de sustancias químicas, los bucles de supervisión y administración se pueden implementar más cerca de los dispositivos. La fabricación discreta también puede implementar estos bucles de forma local, ya que los tiempos de inactividad de la red pueden ser costosos.
- Dependen de los bucles de medición y control basados en dispositivos para los procesos básicos de administración y supervisión.
- Pueden integrarse en otros sistemas empresariales, como la planeación de recursos empresariales (ERP), la administración de relaciones con clientes (CRM), la administración del ciclo de vida de productos (PLM), y asisten a los sistemas para contextualizar las operaciones. Los bucles de supervisión y administración no dependen de estos sistemas para funcionar.
- Consumen los flujos de telemetría de sensores y contribuyen al último estado conocido de los dispositivos, la memoria caché de la serie temporal frecuente, el historial de series temporales intermedias y las consolidaciones agregadas.
- Emiten comandos de supervisión a los dispositivos para las condiciones que se deben corregir.
- Calculan los estados de los dispositivos dependientes y proporcionan fuentes de eventos para los sistemas externos.
- Se integran principalmente con dispositivos y sistemas empresariales a través de protocolos de red HTTP, MQTT y AMQP.
- Pueden tener tiempos de ciclo de algunos segundos, en función del escenario de IoT. La varianza o variación del retraso de los paquetes de red puede producirse cuando se usan protocolos de red que no dependen del tiempo, como MQTT, HTTP y AMQP.
Componentes
Los bucles de supervisión y administración incluyen los componentes siguientes:
- Los agentes de mensajes procesan la telemetría y envían los comandos a los dispositivos.
- Un registro de dispositivo, o sistema de registro y verdad única para todos los dispositivos IoT, almacena metadatos sobre los dispositivos y las relaciones entre estos. El procesador de flujos de telemetría usa información del registro para comprender la estructura de los mensajes de telemetría, y analizar y ejecutar la lógica de procesamiento de flujos. El agente de mensajes utiliza el registro para validar las solicitudes de conexión de dispositivos y tomar decisiones de enrutamiento de mensajes. La lógica de control de eventos utiliza metadatos de entidad para asegurarse de que las entradas, las salidas y la lógica de procesamiento se ajusten a las relaciones e interacciones estructurales y semánticas de las entidades.
- Un procesador de flujos de telemetría (TSP) recibe la telemetría de los dispositivos, deduce el estado de dispositivos individuales y del conjunto de dispositivos, y detecta errores y desviaciones del estado deseado. El TSP envía condiciones de error y puntos de datos agregados o sin procesar a los controladores de eventos adecuados, y al almacenamiento de acceso frecuente e intermedio para su posterior procesamiento y mantenimiento de registros.
- El historial de series temporales frecuentes es un almacenamiento en memoria o en memoria caché remota de alta velocidad que proporciona las últimas métricas conocidas de los dispositivos y un conjunto de puntos de datos para detectar tendencias casi en tiempo real.
- El historial de series temporales intermedias almacena algunas semanas de puntos de datos, para ayudar a correlacionar las tendencias casi en tiempo real con las tendencias a largo plazo y detectar posibles desviaciones del estado deseado. Los bucles de supervisión y administración también pueden usar el almacenamiento indexado para procesar previamente las tendencias.
- El cálculo de eventos procesa eventos accionables mediante la combinación de eventos del procesador de flujos, los últimos estados conocidos de los dispositivos, las tendencias casi en tiempo real del historial de series temporales frecuentes y el historial de series temporales intermedias, si es necesario.
- Un motor de reglas consume y controla los eventos de negocio mediante el ajuste de los estados deseados de los dispositivos a través de los comandos adecuados. El motor de reglas también puede publicar eventos y alarmas en la consola de supervisión.
- Una consola de supervisión proporciona la presentación visual y la intervención humana si es necesario.
Detalles del escenario
Un bucle de administración y supervisión de Internet de las cosas (IoT) es un sistema de vigilancia que supervisa de manera continua un sistema físico controlado por un conjunto de dispositivos IoT en red. El bucle de supervisión y administración se asegura de que el sistema se encuentre dentro del intervalo tolerable del punto de ajuste de estado deseado, y emite comandos para controlar el sistema.
Posibles casos de uso
Esta solución es ideal para los sectores de la energía, el medio ambiente, la fabricación, la educación, las instalaciones y el sector inmobiliario. Entre algunos escenarios de ejemplo del bucle de supervisión y administración se incluyen:
- Recolección de residuos inteligente: Dirija el camión a la ruta donde más se necesite la recolección de residuos.
- Campus inteligente: Emita una alerta de evacuación del campus al detectar incendios en varios edificios.
- Distribución de energía: Apague de forma proactiva la energía de varias manzanas de la ciudad en función de la previsión de mucho viento y lluvia.
- Supervisión de las tuberías de gas: Apague una estación de bombeo de gas tras la detección de caídas de presión en varios segmentos en una tubería remota.
- Medidores inteligentes: Supervise el consumo de energía y combínelo con las previsiones meteorológicas para aumentar automáticamente el punto de ajuste de los termostatos domésticos, como parte de un programa para ofrecer descuentos a los consumidores de energía moderados.
- Parque eólico: Tras observar una caída del factor de potencia en un parque eólico, programe la inspección de los aerogeneradores sospechosos.
- Industrias de proceso: Supervise y controle el proceso de craqueo de crudo en una refinería de petróleo. Supervise y controle la fabricación de pinturas y sustancias químicas a granel.
- Fabricación discreta: Supervise y controle una celda de inspección y empaquetado de artefactos.
Colaboradores
Microsoft mantiene este artículo. Originalmente lo escribieron los siguientes colaboradores.
Autor principal:
- Hanu Kommalapati | Director de ingeniería de software
Para ver los perfiles no públicos de LinkedIn, inicie sesión en LinkedIn.