По мере расширения сферы применения технологий «Интернета вещей» (IoT) необходимо расширять и масштабы связанных с ними сетей. Хотя для удобного создания беспроводных сетей вблизи промышленных объектов или на их территории можно использовать Wi-Fi, Bluetooth и Zigbee, некоторые сети промышленного Интернета вещей (IIoT) требуют удаленного мониторинга полевых систем, которые могут находиться на расстоянии нескольких километров или быть широко распределены, а также систем управления, часто расположенных в местах, до которых сервисным техникам трудно добраться, и это занимает много времени. В таких ситуациях сотовые сети являются оптимальным решением для беспроводной связи. Например, промышленные маршрутизаторы, промышленные DTU, модули и другое промышленное сетевое оборудование.
Необходимость удаленного мониторинга данных и управления ячейками в некоторых приложениях IIoT на больших расстояниях, предпочтительно с использованием преимуществ энергосберегающих удаленных узлов IIoT, практически не требующих технического обслуживания. Для передачи данных на удалённый сервер через сеть LTE можно использовать микроконтроллер. В качестве сетевого устройства используется промышленный маршрутизатор сотовой сети. Для упрощения установки можно рассмотреть вариант использования промышленного маршрутизатора рельсового типа.
Расширенная сеть IIoT
Обычные сети IIoT развертываются в одном месте, например на производственном предприятии, автоматизированном складе или на открытой площадке. Сеть концентратора может быть подключена по промышленному Ethernet или подключена беспроводным способом через Wi-Fi и Zigbee. Управление сетью осуществляется легко из центрального пункта с удобным доступом к конечным устройствам в сети IIoT, что обеспечивает эффективное техническое обслуживание или замену оборудования.
По мере расширения IIoT расширяется и спектр сценариев его применения. Для повышения эффективности и обеспечения мгновенного управления сетью необходимо осуществлять проактивный мониторинг и управление удаленными системами, одновременно сокращая задержку между удаленными системами и центральным узлом. Транспортные системы, такие как поезда, метро и междугородние грузовики, могут извлечь выгоду из мониторинга различных датчиков на поезде или двигателе, а также показателей расхода топлива и энергии, скорости и расстояния, а также данных GPS-позиционирования для отслеживания местоположения и расчета времени до пункта назначения. Эти данные отправляются в головной офис агентства или компании и анализируются. Данные можно использовать практически сразу для экономии времени и средств за счет повышения эффективности и предотвращения сбоев, что позволяет повысить надёжность и одновременно сократить расходы.
Нефте- и газопроводы могут извлечь выгоду из сетей IIoT за счет мониторинга объема и давления в трубопроводах, а также таких параметров окружающей среды, как температура, показания барометра и влажность. Точный мониторинг местоположения с помощью GPS, а также датчики вибрации и гироскопы позволяют обнаруживать смещение трубопровода под воздействием внешних сил, таких как землетрясения. В некоторых случаях поток по трубопроводу можно дистанционно ограничить или остановить в ответ на обнаруженную чрезвычайную ситуацию, например землетрясение. Устройство может выполнять самодиагностику и отправлять результаты на завод для анализа. Поскольку эти трубопроводы могут находиться на расстоянии нескольких километров от штаб-квартиры в суровых условиях, важно, чтобы конечные устройства имели полностью надежную сеть связи.
Перейти к мобильному Интернету вещей
Для удовлетворения этих потребностей сети IIoT были расширены, что позволяет передавать данные через существующие сотовые сети Long Term Evolution (LTE). Конечные устройства IIoT можно размещать практически в любой точке мира, где доступна связь LTE, при условии, что можно обеспечить и поддерживать электропитание, при этом затраты и усилия по обслуживанию сотовой сети ложатся на оператора. Поскольку эти системы могут использоваться в удаленных, неконтролируемых и труднодоступных местах, удаленные конечные устройства IIoT, работающие в сетях сотовой связи, должны быть надежными и устойчивыми к взлому или физическому вмешательству.
Первым шагом на пути к созданию надёжных встроенных систем для IIoT является обеспечение простоты системы при одновременном снижении энергопотребления до минимума. Простота системы позволяет сократить количество точек отказа. Снижение энергопотребления повышает надёжность за счёт уменьшения выделения тепла, что, в свою очередь, продлевает срок службы большинства полупроводниковых устройств и увеличивает время автономной работы терминалов IIoT, питающихся от аккумуляторов.
