Cet article offre un aperçu de l'architecture, des caractéristiques et des composants de la boucle de processus de surveillance et de gestion.
Architecture
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La boucle surveillance et de gestion IoT est un système de surveillance qui garantit que le système fonctionne dans les limites des seuils opérationnels. Plusieurs dispositifs dans un système doivent fonctionner ensemble pour atteindre et rester dans la plage tolérable de l'état souhaité. La boucle de surveillance et de gestion observe et met en corrélation les tendances des signaux de télémétrie chaude provenant de plusieurs dispositifs pour en déduire l'état actuel. La logique combine ces tendances avec l'historique des séries chronologiques chaudes et les signaux des systèmes d'entreprise pour calculer de nouvelles données. La boucle de surveillance et de gestion transmet ensuite les données à un moteur de règles pour générer des commandes d'actionneurs ou créer des alarmes selon les besoins.
Caractéristiques
Les boucles de surveillance et de gestion présentent les caractéristiques suivantes :
- Elles peuvent être distantes ou proches des dispositifs IoT physiques. Les lieux qui sont éloignés par nature, comme les oléoducs et les gazoducs, les transformateurs de puissance, les sonnettes intelligentes, les environnements dangereux et les dispositifs de suivi des actifs, ne peuvent pas prendre en charge cette infrastructure. Pour ces environnements, les boucles de surveillance et de gestion fonctionnent à partir d'installations distantes, telles que des clouds publics ou privés. Dans les activités de transformation, comme le raffinage du pétrole et la fabrication de produits chimiques, les boucles de surveillance et de gestion peuvent être déployées plus près des dispositifs. La fabrication discrète peut également déployer ces boucles localement, car les temps d'arrêt du réseau peuvent être coûteux.
- En fonction des boucles de mesure et de contrôle basées sur des dispositifs pour les processus de surveillance et de gestion de base.
- Elles peuvent s'intégrer à d'autres systèmes d'entreprise comme la planification des ressources de l'entreprise (ERP), la gestion de la relation client (CRM), la gestion du cycle de vie des produits (PLM) et les systèmes d'assistance pour contextualiser les opérations. Les boucles de surveillance et de gestion ne dépendent pas de ces systèmes pour fonctionner.
- Elles consomment les flux de données de télémétrie des capteurs et contribuent à définir le dernier état connu, à la mise en cache des séries chronologiques chaudes, à l'historique des séries chronologiques tièdes et au regroupement des données.
- Elles génèrent des commandes de surveillance pour les dispositifs dont les problèmes doivent être corrigés.
- Elles calculent les états des dispositifs dépendants et fournissent des flux d'événements pour les systèmes externes.
- Elles s'intègrent principalement aux dispositifs et aux systèmes d'entreprise à travers les protocoles de réseau HTTP, MQTT et AMQP.
- Elles peuvent présenter des temps de cycle de quelques secondes, selon le scénario IoT. Un écart de délai ou l’instabilité du paquet réseau peut se produire lors de l’utilisation de protocoles de réseau non sensibles au temps tels que MQTT, HTTP et AMQP.
Composants
Les boucles de surveillance et de gestion incluent les composants suivants :
- Des répartiteurs de messages qui traitent les données de télémétrie et envoient des commandes aux dispositifs.
- Un registre des dispositifs, ou un système d'enregistrement et une vérité unique pour tous les dispositifs IoT, stocke les métadonnées sur les dispositifs et les relations entre eux. Le processeur de flux de données de télémétrie utilise les informations du registre pour comprendre la structure des messages de télémétrie et analyser et exécuter la logique de traitement des flux. Le répartiteur de messages utilise le registre pour valider les demandes de connexion des dispositifs et prendre des décisions de routage des messages. La logique de traitement des événements utilise les métadonnées des entités pour s'assurer que les entrées, les sorties et la logique de traitement sont conformes aux relations et interactions structurelles et sémantiques des entités.
- Un Processeur de flux de données de télémétrie (TSP) collecte les données de télémétrie des dispositifs, déduit l'état des dispositifs individuels et des ensembles de dispositifs, et détecte les erreurs et les écarts par rapport à l'état souhaité. Le TSP transmet les conditions d'erreur et les points de données agrégées ou brutes aux gestionnaires d'événements appropriés et au stockage chaud et tiède pour un traitement et un archivage ultérieurs.
- L’historique des séries chronologiques chaudes est un stockage rapide en mémoire ou en cache à distance qui fournit les dernières mesures connues du dispositif et un ensemble de points de données pour détecter les tendances en temps quasi réel.
- L’historique des séries chronologiques tièdes stocke plusieurs semaines de points de données pour mettre en corrélation les tendances en temps quasi réel avec les tendances à long terme et détecter les écarts potentiels par rapport à l'état souhaité. Les boucles de surveillance et de gestion peuvent également utiliser un stockage indexé pour calculer à l'avance les tendances.
- Le calcul d'événements calcule les événements actionnables en combinant les événements du processeur de flux, les derniers états connus du dispositif, les tendances en temps quasi réel à partir de l'historique des séries chronologiques chaudes, et l'historique des séries chronologiques tièdes si nécessaire.
- Un moteur de règles utilise et gère les événements d'activité en ajustant les états souhaités du dispositif à l'aide de commandes appropriées. Le moteur de règles peut également publier des événements et des alarmes sur la console de surveillance.
- Une console de surveillance fournit un affichage visuel et une intervention humaine, si nécessaire.
Détails du scénario
Une boucle de surveillance et de gestion Internet des objets (IoT) est un système de surveillance qui surveille en permanence un système physique contrôlé par un ensemble de dispositifs IoT en réseau. La boucle de surveillance et de gestion veille à ce que le système se situe dans la plage tolérable du point de consigne de l'état souhaité, et émet des commandes pour contrôler le système.
Cas d’usage potentiels
Cette solution est idéale pour les secteurs de l’énergie, de l’environnement, de la fabrication, de l’éducation, des services et de l’immobilier. Voici quelques exemples de scénarios de la boucle de surveillance et de gestion :
- Ramassage d’ordures intelligent : Diriger le camion vers l’itinéraire qui nécessite le plus de ramassage d'ordures.
- Campus intelligent : Émettre une alerte d’évacuation du campus lors de la détection d'un incendie dans plusieurs bâtiments.
- Distribution de l’alimentation : Couper de manière proactive l’alimentation électrique de plusieurs pâtés de maisons en fonction des prévisions de vent fort et de pluie.
- Surveillance des gazoducs : Fermer une station de pompage de gaz lorsque des chutes de pression sont détectées sur plusieurs segments d'un gazoduc à distance.
- Compteurs intelligents : Surveiller la consommation d’électricité et la mettre en relation avec les prévisions météorologiques pour augmenter automatiquement le point de consigne des thermostats domestiques, dans le cadre d'un programme visant à accorder des remises aux consommateurs d'électricité faisant preuve de modération.
- Parc éolien : Lorsqu’une baisse du facteur de puissance est constatée dans un parc éolien, programmer l'inspection des éoliennes suspectes.
- Activités de transformation : Surveiller et contrôler le processus de craquage du pétrole brut dans une raffinerie de pétrole. Surveiller et contrôler la fabrication de peinture et de produits chimiques en vrac.
- Fabrication discrète : Surveiller et contrôler une cellule d’inspection et d’emballage de widgets.
Contributeurs
Cet article est géré par Microsoft. Il a été écrit à l’origine par les contributeurs suivants.
Auteur principal :
- Hanu Kommalapati | Ingénieur logiciel principal
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