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Edge Compute: Der Silberstreif für Ihre IoT-Cloud

Mit der steigenden Nachfrage nach Edge-Compute-Funktionen zur Verwaltung der großen Datenmengen, die von installierten IoT-Anwendungen erzeugt werden, kommen Fragen und eine gewisse Verwirrung auf. Es gibt mehrere Möglichkeiten der Edge-Computing-Architektur. Welche ist die richtige für Ihre Anwendung, und wie können Sie sicher sein, dass Sie alle Überlegungen auf dem Weg zur Bereitstellung berücksichtigen?

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Aufgezeichnetes Webinar

10. September 2020 | Länge: 50:23

Mit der steigenden Nachfrage nach Edge-Compute-Funktionen zur Verwaltung der großen Datenmengen, die von installierten IoT-Anwendungen erzeugt werden, kommen Fragen und eine gewisse Verwirrung auf. Es gibt mehrere Möglichkeiten der Edge-Computing-Architektur. Welche ist die richtige für Ihre Anwendung, und wie können Sie sicher sein, dass Sie alle Überlegungen auf dem Weg zur Bereitstellung berücksichtigen?

Diese Webinar-Aufzeichnung, die von zwei Experten von Digi Wireless Design Services gehalten wird, beschreibt die Szenarien, in denen Edge Computing betrieblich sinnvoll ist, sowie die Stufen der Edge Compute-Architektur, die wichtigsten Überlegungen, die Sie je nach Art Ihrer Anwendung anstellen müssen, und Ansätze für Edge Compute, die die Effizienz drastisch verbessern und sicherstellen können, dass Sie auf kritische Ereignisse reagieren können.
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Nachbereitung Webinar Q&A

Nochmals vielen Dank für die Teilnahme an unserer Sitzung zum Thema Edge Computing mit Experten von Digi Wireless Design Services (WDS). Hier sind die Fragen, die auf die Präsentation folgten, und ihre Antworten. Wenn Sie weitere Fragen haben, wenden Sie sich bitte an uns .

Gibt es einen Plan, die Python-Rechenleistung der XBee 3 mit der 900-MHz-Plattform zu kombinieren? Ich sehe uns in der Situation, dass wir die Rechenleistung der neuen XBee 3 Serie benötigen, aber mit der Signaldurchdringung der 900 MHz Serie.

Ja. Die 900 MHz-Version des Digi XBee® 3 ist auf der Roadmap für eine zukünftige Version.

Wir verwenden das Digi XBee 3 LTE Cat-1-Modem mit AWS IoT Core über das MQTT-Protokoll. Meine Frage ist, wie man das richtige Keep-Alive-Intervall bestimmt, damit wir die Verbindung Mobilfunk aufrechterhalten können, ohne zu viele Daten zu verbrauchen?

Der gültige Bereich für Keep Alive ist 30-1200 Sekunden mit einem Standardwert von 1200. Die Verwendung des Maximalwerts von 1200 würde die Anzahl der Pings minimieren und die Datennutzung auf ein Minimum beschränken. Sendet Ihr Gerät periodisch Daten? Wenn ja, könnten Sie Keep Alive auf etwas mehr als diesen Zeitraum einstellen, um Keep Alives effektiv zu eliminieren. Wenn dieser Zeitraum länger als 1,5 * 1200 = 1800 Sekunden ist, dann müssen Sie etwas dazwischen in Betracht ziehen. Der Broker beendet die Verbindung beim 1,5-fachen des Keep Alive, wenn kein Ping oder Publish empfangen wird.

Es gibt einen Kompromiss zwischen der Anzahl der Pings, die erforderlich sind, um die Verbindung zu halten, und wie viel Datenverbrauch Sie tolerieren können. Ich wäre neugierig, Ihre bisherigen Erfahrungen zu hören.

Ich verwende ein Gateway, um Daten von entfernten Sensoren mit XBee Industrial Gateway zu sammeln. Kann ich ein Network Attached Storage-Gerät damit verwenden, um Daten lokal zu speichern?

Sie sollten dazu in der Lage sein, aber dies wird wahrscheinlich einige kundenspezifische Programmierung für Sie erfordern, um die Daten auf das Speichergerät zu verschieben. Und natürlich kann Digi WDS die Entwicklungsunterstützung bieten, die Sie für diese kundenspezifischen Szenarien benötigen. In einfacheren Anwendungen kann ein XBee 3 Mobilfunk (LTE Cat-1 oder Cat-M/NB-IoT) Funkgerät als Gateway für lokale Sensoren und Zigbee/DigiMesh-Funkgeräte dienen. Die Gateway-Funktionen können in MicroPython implementiert werden. Die Auswahl des Netzwerkprotokolls hängt in der Regel von den Anforderungen der Anwendung ab. Wir haben viel Erfahrung in der Entwicklung dieser Lösungen und würden uns freuen, dies mit Ihnen weiter zu besprechen.

Gibt es Vorschläge für einen einfachen POC mit WVA, um wichtige CAN-Botschaften von landwirtschaftlichen Geräten zu erfassen... Traktoren, Mähdrescher, etc.

Dies klingt wie eine Digi Sales Frage. Unter der Annahme, dass der Anschluss kompatibel ist (ein einfaches Kabel kann dies andernfalls lösen), würde ich davon ausgehen, dass der WVA in Verbindung mit der Android-Demo-App (oder einer angepassten Version) für die Bereitstellung eines Busmonitors akzeptabel sein sollte. Es gibt andere kommerziell verfügbare COTS-Hardware-Dongles und Softwarepakete, die speziell für diese Art der Busüberwachung gemacht sind. Ich selbst besitze mehrere.

Können Sie Kontaktinformationen weitergeben, um das Verzeichnis des Design-Services-Teams zu erreichen?

Hier ist ein Link zur Kontaktaufnahme: www.digi.com/contactWDS

Welche Art von Edge-Computing-Lösung haben Sie in den letzten ein oder zwei Jahren vermehrt gesehen?

Wir haben immer wieder Bedarf an leistungsfähigeren Gateways gesehen. Auch ML (Machine Learning) wird immer häufiger von unseren Kunden nachgefragt. Wir haben das Digi ConnectCore® 8X SOM und SBC aufgrund der verbesserten Rechenleistung gegenüber den i.MX6-Versionen vermehrt eingesetzt.

Für einfachere Anwendungen gibt es neue/kleine/kostengünstige Mikrocontroller, die mit integrierter Unterstützung für KI/ML-Anwendungen herauskommen. Diese können als "Smart Edge Gateways" dienen, wenn sie mit den entsprechenden Funkgeräten gepaart werden. Digi WDS entwickelt kundenspezifische Gateways wie diese, auf einer Fall-zu-Fall-Basis.

Sie haben Digital Twins erwähnt. Können Sie dieses Konzept näher erläutern?

Das Konzept gibt es schon eine Weile, aber mit einem neuen marktfreundlichen Namen bekommt es mehr Aufmerksamkeit. Das Basiskonzept sieht vor, dass sowohl am entfernten Ende als auch in der Cloud individuelle Kopien von Elementen wie Konfiguration, Gerätezustand, Zustand, befohlener Zustand usw. aufbewahrt werden. Eine fortgeschrittenere Version beinhaltet die Fähigkeit des Cloud-Zwillings, das Verhalten des Remote-Zwillings zu simulieren und vorherzusagen. Dieses Thema könnte ein zukünftiges Webinar sein.

Können Sie Software von Drittanbietern auf Ihrer Plattform verwenden?

Digi SOMs und SBCs sind Linux-basiert. Anwendungen oder Softwarepakete von Drittanbietern für diese Umgebung können innerhalb der Grenzen des Speichers der einzelnen Geräte verwendet werden.

Digi XBee 3-Geräte können MicroPython-Anwendungen ausführen, und Digi hat dafür Bibliotheken verfügbar(siehe die Digi XBee MicroPython Github-Bibliothek). Auch reguläre Python-Bibliotheken können in vielen Fällen auf MicroPython portiert werden.

Was verwenden Sie für Langstrecken-Randsensor-Funkgeräte? Sind diese programmierbar?

Wir neigen dazu, Sub-GHz-Funkgeräte für Edge-Sensoren mit großer Reichweite zu bevorzugen. Digi hat mehrere Modelle zur Auswahl: Digi XBee-PRO 900HP und zwei Versionen des Digi XBee SX 900.

  • Das 20mW XBee SX Funkmodul ist für eine maximale Reichweite von 9 Meilen LOS mit einer High-Gain-Antenne ausgelegt.
  • Das 1-Watt-XBee-SX-Funkmodul ist für eine maximale Reichweite von 65 Meilen LOS ausgelegt.
  • Der Digi XBee-PRO 900HP hat eine maximale Reichweite von 28 Meilen LOS mit einer High-Gain-Antenne.

Alle XBee-Funkgeräte können für viele analoge/digitale, Ein-/Ausgabe- und serielle Kommunikationsanwendungen ohne jegliche Kodierung konfiguriert werden. MicroPython ist auf der Roadmap für 900-MHz-Funkgeräte. Links für beide sind unten enthalten:

Können Sie über einige der lokalen Sensortechnologien wie Zigbee sprechen, die ein 4G-Modem als Transportmittel verwenden?

Wir gehen davon aus, dass sich dies auf ein Gateway bezieht. Digi hat mehrere Gateway-Produkte, die Zigbee als lokales HF-Medium unterstützen und 4G Mobilfunk für den Backhaul haben. In diesem Fall fungiert das Gateway als Zigbee-Netzwerkkoordinator. Dieselben Geräte können mit unterschiedlicher Firmware konfiguriert werden, um DigiMesh- oder Basis-802.15.4-Protokolle zu unterstützen.

Können Sie mir ein wenig über die Unterschiede zwischen Cat-M und NB-IoT erzählen? Warum sollte ich das eine dem anderen vorziehen?

Beide sind eine gute Wahl für IoT-Anwendungen. Die Hauptunterschiede sind Bandbreite und Mobilität. Cat-M verfügt über eine vollständige LTE-Signalisierung und kann mobile Anwendungen unterstützen. Cat-M kann auch Sprache unterstützen. NB-IoT ist für stationäre Anwendungen wie Parkuhren, Versorgungsunternehmen und dergleichen gedacht. NB-IoT hat ein höheres Link-Budget, so dass es Gebäude besser durchdringen kann als andere Mobilfunk Kategorien. NB-IoT eignet sich am besten für Anwendungen, die jahrelang mit einer kleinen Batterie betrieben werden können, wenn die Datenmenge gering ist und die Daten nur selten gemeldet werden.

Für Kunden, die sich nicht entscheiden können, welche Art von Dienst sie nutzen möchten, empfehlen wir in der Regel die Verwendung des Digi XBee LTE-M/NB-IoT-Moduls, das beide Protokolle nativ unterstützt. Dieses Modul kann per Anwendungssoftware für beide Protokolle konfiguriert werden, je nach Bedarf. Digi WDS kann bei Bedarf weitere Beratung und/oder Programmierunterstützung bieten.

Gibt es Einschränkungen bei der Ausführung von KI-Anwendungen auf kleineren Embedded-Compute-Plattformen?

Offensichtlich begrenzen die Fähigkeiten und Ressourcen der Mikrocontroller die Art der KI, die unterstützt werden kann. Es gibt jedoch standardmäßige Inferenz-Engines, die in Bare-Metal- oder RTOS-Umgebungen sowie in Anwendungsprozessoren und GPUs eingesetzt werden können.

Für einfachere Anwendungen gibt es neue/kleine/kostengünstige Mikrocontroller, die mit eingebauter Unterstützung für AI/ML-Anwendungen auf den Markt kommen. Diese Geräte könnten für viele Überwachungs-/Steuerungsanwendungen geeignet sein.

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