Dominar a complexidade no software de implementación de IoT
Guía de usuario
Dominar a complexidade no software de implementación de IoT
Xestión de dispositivos: como dominar a complexidade nos despregamentos de IoT
Unha guía para a xestión exitosa do ciclo de vida dos dispositivos IoT
Libro branco | Outubro 2021
Introdución
A Internet das Cousas (IoT) ten o poder de aumentar drasticamente a eficiencia das empresas en numerosos dominios e de crear modelos de negocio completamente novos. A través da comunicación bilateral en tempo real cos dispositivos intelixentes conectados, non só recibirá datos valiosos recollidos polos dispositivos, senón que tamén poderá realizar o seu mantemento e xestión de forma automática e remota. Así, para implantar con éxito unha solución de IoT para unha empresa, é fundamental considerar a base de calquera solución de IoT: a xestión de dispositivos.
As empresas poden esperar unha paisaxe complexa de dispositivos IoT con dispositivos heteroxéneos que deben xestionarse durante todo o ciclo de vida do dispositivo. Os escenarios relacionados co IoT son cada vez máis complexos e requiren a execución de comandos máis sofisticados. Do mesmo xeito que os sistemas operativos dos nosos ordenadores de escritorio, teléfonos intelixentes e tabletas, as pasarelas de IoT e os dispositivos de borde necesitan coidados frecuentes en forma de actualizacións de software ou cambios nas configuracións para mellorar a seguridade, implementar novas aplicacións ou ampliar as funcións das aplicacións existentes. Este libro branco mostrará por que a xestión sólida de dispositivos é clave para unha estratexia de IoT empresarial exitosa.
8 Casos de uso da xestión de dispositivos IoT
Xestión de dispositivos: a clave para implementacións de IoT a proba de futuro
Le o informe
Bosch IoT Suite é a plataforma líder de IoT para a xestión de dispositivos
Un escenario de solución de IoT xeralmente inclúe dispositivos de conexión. WebOs dispositivos habilitados pódense conectar directamente, mentres que os que non o están web-enabled están conectados a través dunha pasarela. A heteroxeneidade e diversidade de dispositivos en constante evolución é un factor definitorio da arquitectura IoT empresarial.
A complexidade da implantación de IoT empresarial
2.1. Diversidade de dispositivos e software
Durante o prototipado inicial stage, o obxectivo fundamental é mostrar como se poden conectar os dispositivos e que valores se poden obter coa análise dos datos do dispositivo. Empresas que se despregan a principios do stagSen ter en conta unha solución de xestión de dispositivos rica en funcións, pronto se verá incapaz de xestionar o crecente número de configuracións de dispositivos e software. A medida que se expande a iniciativa IoT da compañía, a súa solución IoT verase obrigada a incluír unha variada mestura de dispositivos e mecanismos de conexión. Con dispositivos diversos e distribuídos, o equipo de operacións tamén terá que xestionar varias versións de firmware.
Recentemente, tamén houbo un cambio cara a realizar máis procesamentos e cálculos no borde xa que os dispositivos de borde máis grandes son capaces de manexar comandos máis complexos. O software para iso debe actualizarse constantemente se quere extraer o máximo valor das análises, e o equipo de operacións necesitará unha ferramenta central para permitir un mantemento remoto eficiente. Proporcionar un servizo que permita que todas as diferentes partes da solución utilicen unha plataforma común de xestión de dispositivos desbloquea a eficiencia operativa e acurta significativamente o tempo de comercialización.
Sabías? Máis de 15 millóns de dispositivos en todo o mundo xa están conectados a través da plataforma IoT de Bosch.
2.2. Escala
Moitos proxectos de IoT comezan cunha proba de concepto e adoitan ser seguidos por un piloto cun número limitado de usuarios e dispositivos. Non obstante, como cada vez hai que integrar máis dispositivos, a empresa necesita unha aplicación ou API que lle permita xestionar, supervisar e protexer facilmente o crecente número de dispositivos conectados diversos e distribuídos globalmente. En resumo, ten que atopar unha solución de xestión de dispositivos que poida escalar desde o primeiro día ata os distintos escenarios de implantación. Un bo consello aquí é pensar en grande pero comezar por pouco.
2.3. Seguridade
A seguridade é unha das razóns máis obvias polas que se require unha plataforma de xestión de dispositivos mesmo para implantacións a pequena escala. Os gobernos están introducindo lexislación que esixe que todos os produtos IoT sexan parcheables e cumpran os últimos estándares de seguridade da industria. Tendo isto en conta, calquera solución IoT debe deseñarse coa seguridade como requisito fundamental. Os dispositivos IoT adoitan estar limitados debido a factores de custo, que poden limitar as súas capacidades de seguridade; non obstante, incluso os dispositivos IoT limitados deben ter a capacidade de actualizar o seu firmware e software debido a cambios de seguridade e correccións de erros. Non podes permitirte escatimar en seguridade.
Xestión do ciclo de vida do dispositivo IoT
Dado que se espera que os sistemas de IoT empresarial duren moitos anos, é fundamental deseñar e planificar todo o ciclo de vida dos dispositivos e aplicacións.
Este ciclo de vida inclúe a seguridade, a posta en servizo previa, a posta en servizo, as operacións e a baixa. Xestionar o ciclo de vida de IoT presenta un alto nivel de complexidade e require unha ampla gama de capacidades. Pretendemos destacar aquí algúns compoñentes xerais do ciclo de vida do dispositivo IoT; non obstante, os detalles tamén dependen do tipo de protocolo de xestión do dispositivo utilizado.
3.1. Seguridade de extremo a extremo
A autenticación do dispositivo é especialmente importante cando se establecen ligazóns de comunicación seguras. Os dispositivos IoT deben autenticarse mediante credenciais de seguranza específicas do dispositivo. Isto permite que o equipo de operacións identifique e bloquee ou desconecte os dispositivos que se consideran unha ameaza. Unha forma de autenticar os dispositivos é proporcionar claves privadas específicas do dispositivo e os correspondentes certificados dixitais do dispositivo durante a produción (por exemplo, X.509) e proporcionar actualizacións de campo periódicas deses certificados. Os certificados permiten o control de acceso ao backend baseado en mecanismos de validación ben establecidos e estandarizados, como o TLS mutuamente autenticado, que garante o cifrado para todo tipo de conectividade. Unha solución de xestión de dispositivos tamén debería poder revogar certificados se é necesario.
3.2. Posta en servizo previa
A xestión de dispositivos require que se implante un axente nos dispositivos conectados. Este axente é un software que funciona de forma autónoma para supervisar os dispositivos. Tamén permite que o software de xestión remota do dispositivo se comunique co dispositivo, por exemploample, para enviar ordes e recibir respostas cando sexa necesario. O axente debe configurarse para conectarse automaticamente ao sistema de xestión de dispositivos remotos con credenciais válidas para a autenticación.
3.3. Posta en servizo
3.3.1. Rexistro do dispositivo
Un dispositivo IoT debe rexistrarse no sistema antes de conectarse e autenticarse por primeira vez. Os dispositivos adoitan identificarse en función de números de serie, claves precompartidas ou certificados únicos de dispositivos emitidos por autoridades de confianza.
3.3.2. Aprovisionamento inicial
Os dispositivos IoT envíanse aos clientes coa configuración de fábrica, o que significa que non teñen ningunha configuración de software, axustes, etc. implementar automaticamente os compoñentes, configuracións, etc. de software necesarios sen a intervención do usuario.
3.3.3. Configuración dinámica
As aplicacións IoT poden comezar moi sinxelas e facerse máis maduras e complexas co paso do tempo. Isto pode requirir non só actualizacións dinámicas de software, senón tamén cambios de configuración que se realicen sen implicar o usuario nin interromper o servizo. A implantación de nova lóxica ou a realización de actualizacións de aplicacións de servizo debería completarse sen tempo de inactividade. A configuración dinámica pode aplicarse só a un dispositivo IoT específico, a un grupo de dispositivos IoT ou a todos os dispositivos IoT rexistrados.
3.4. Operacións
3.4.1. Seguimento
Coa complexa paisaxe de dispositivos IoT, é necesario ter un panel central que mostre un overview dos dispositivos e ten a capacidade de configurar regras de notificación en función do estado do dispositivo ou dos datos do sensor. Debido á escala e diversidade dos activos, ser capaz de crear de forma flexible e dinámica grupos de dispositivos utilizando criterios específicos é importante para unha operación eficiente e o seguimento da súa flota.
En canto aos propios dispositivos, tamén é importante contar cun vixilante para garantir que, en caso de mal funcionamento, polo menos poidan reiniciarse automaticamente ou, preferiblemente, solucionar o problema de forma autónoma.
3.4.2. Tipos de dispositivos xestionables Os escenarios de implantación de IoT poden variar dependendo do dominio e da aplicación. Os dispositivos de borde modernos difiren en canto a capacidades e métodos de conectividade e unha solución de IoT debe admitir unha variedade de tipos de plataformas de destino.
As solucións de IoT empresarial adoitan tratar con tipos máis pequenos de dispositivos de borde, que teñen capacidades limitadas e non se poden conectar directamente a Internet, senón a través dunha pasarela. Na seguinte sección, enumeramos os tipos máis comúns de dispositivos IoT:
1. Pequenos microcontroladores
Os microcontroladores pequenos son dispositivos económicos e con enerxía restrinxida, normalmente alimentados por batería, e son moi axeitados para as capacidades básicas de bordo, por exemplo, casos de uso de telemetría. Son específicos do cliente, xeralmente integrados e o software para eles desenvólvese como parte do proceso de deseño do produto. Isto permítelle reducir a personalización necesaria para preparar un dispositivo para IoT. Os microcontroladores pequenos admiten capacidades de xestión de dispositivos como a configuración remota e a actualización de firmware.
- Sistema operativo: sistemas operativos en tempo real, como FreeRTOS, TI-RTOS, Zypher
- Dispositivos de referencia: placas ESP, STMicro STM32 Nucleo, NXP FRDM-K64F, SiliconLabs EFM32GG-DK3750, XDK Cross Domain Development Kit
2. Potentes microcontroladores
Os microcontroladores potentes son similares ás pasarelas en termos de hardware pero difiren en termos de software, sendo máis ben dispositivos dun só propósito. Ofrecen capacidades informáticas avanzadas, como a abstracción de recursos e dispositivos, historial, actualizacións de software e firmware, xestión de paquetes de software, configuración remota, etc.
- Sistema operativo: Linux embebido
- Dispositivos de referencia: mestre do sistema B/S/H
3. Pasarelas
As pasarelas ou enrutadores son moi comúns en casas intelixentes, edificios intelixentes e ambientes industriais. Estes dispositivos poden ser moi potentes xa que precisan conectarse con multitude de dispositivos de punta utilizando diferentes protocolos de comunicación. As pasarelas ofrecen capacidades informáticas avanzadas, como a abstracción de recursos e dispositivos, historial, análise, actualizacións de software e firmware, xestión de paquetes de software, configuración remota, etc. Tamén pode realizar a xestión de firmware nos dispositivos conectados a través dunha pasarela. Incluso poden engadirse á configuración nun s posteriortage poden servir para diferentes fins que cambian co paso do tempo.
- Sistema operativo: Linux embebido
- Dispositivos de referencia: Raspberry Pi, BeagleBone, iTraMS Gen-2A, Rexroth ctrl
4. Dispositivo móbil como pasarela
Os teléfonos intelixentes modernos pódense usar como pasarelas e son moi cómodos para escenarios domésticos intelixentes. Ofrecen conectividade como proxy para dispositivos WiFi e Bluetooth LE, que requiren actualizacións periódicas. Cando se usan como pasarela, os dispositivos móbiles permiten a actualización e a configuración remota do axente do dispositivo.
- Sistema operativo: iOS ou Android
- Dispositivos de referencia: Dispositivos intelixentes principais
5. Nodo de borde 5G Adecuado para fins industriais e necesidades ambientais específicas, os nodos de borde 5G úsanse a miúdo nos centros de datos no lugar e pódense implantar en dispositivos existentes como unha extensión 5G. Ofrecen capacidades populares como abstraccións de recursos e dispositivos, historial, análises, actualizacións de software e firmware, configuración remota, xestión de paquetes de software, etc.
- Sistema operativo: Linux
- Dispositivos de referencia: hardware alimentado por x86
Un sistema de xestión de dispositivos debe ser capaz de xestionar unha mestura de todos estes tipos de dispositivos IoT, que poden conectarse a través de diversos protocolos de rede como HTTP, MQTT, AMQP, LoRaWAN, LwM2M, etc. En certos casos, tamén pode ser necesario implementar protocolos de xestión propietarios.
Aquí tes unha breve descrición dalgúns protocolos de conectividade populares:
MQTT Un protocolo de conectividade IoT de publicación/subscrición lixeiro, útil para conexións con localizacións remotas onde se require unha pequena pegada de código. MQTT pode realizar determinadas operacións de xestión de dispositivos, como actualizacións de firmware e está dispoñible para diferentes linguaxes de programación, como Lua, Python ou C/C++.
LwM2M
Un protocolo de xestión de dispositivos deseñado para a xestión remota de dispositivos restrinxidos e a habilitación de servizos relacionados. Admite operacións de xestión de dispositivos, como actualizacións de firmware e configuración remota. Presenta un deseño arquitectónico moderno baseado en REST, define un modelo de recursos e datos extensibles e baséase no estándar de transferencia de datos segura CoAP.
Protocolos LPWAN (LoRaWAN, Sigfox)
Os protocolos IoT son axeitados para dispositivos restrinxidos en redes de área ampla como as cidades intelixentes. Debido á súa implementación de aforro de enerxía, encaixan ben para casos de uso nos que a capacidade da batería é un recurso limitado.
3.4.3. Xestión masiva de dispositivos
A xestión masiva de dispositivos, tamén coñecida como xestión masiva de dispositivos, adoita pasarse por alto nas implantacións IoT máis pequenas que aínda non se ampliaron. As medidas sinxelas de xestión de dispositivos poden ser suficientes ao principio, pero serán limitantes a medida que os proxectos de IoT con varios dispositivos medran en tamaño e diversidade. Ser capaz de crear facilmente xerarquías dinámicas e agrupacións lóxicas arbitrarias de activos, para que as medidas de xestión de dispositivos poidan aplicarse a gran escala, axudará a aumentar a eficiencia do despregue e do mantemento. Tales medidas poden ir desde actualizacións de firmware e software ata a execución de scripts complexos que teñan en conta a entrada dos dispositivos individuais. Ademais, as medidas de xestión masiva de dispositivos pódense axustar mediante unha serie de escenarios de execución configurados como tarefas únicas ou regras recorrentes e automatizadas, lanzadas de forma instantánea e incondicional ou desencadeadas por eventos, programacións, restricións e condicións predefinidas. Tal funcionalidade clave tamén será de vantaxetage cando o equipo de desenvolvemento realiza probas A/B e campxestión de aign.
3.4.4. Xestión e actualizacións de software e firmware
A xestión de dispositivos require a posibilidade de actualizar o software e o firmware de forma centralizada en dispositivos distribuídos globalmente. Isto inclúe impulsar o firmware á flota de dispositivos e, coa chegada do procesamento de borde complexo, impulsar paquetes de software independentes dos paquetes de firmware. Estes lanzamentos de software deben ser staga través dun grupo de dispositivos para garantir a fiabilidade mesmo cando a conectividade falla. As solucións de IoT a proba de futuro deben poder actualizarse no aire, xa que a maioría dos activos se despregan en ambientes remotos distribuídos por todo o mundo. Para un mantemento efectivo e continuo do software e do firmware, é fundamentalmente importante poder crear agrupacións lóxicas personalizadas e automatizar estas tarefas.
Xestor remoto de Bosch IoT
Sabías? Bosch IoT Suite é o principal habilitador das actualizacións de firmware de Daimler. Uns catro millóns de propietarios de vehículos xa reciben novas versións do software do vehículo, por exemploample, o sistema de infoentretemento actualízase de forma cómoda e segura a través da rede móbil. Isto significa que xa non teñen que visitar o seu distribuidor unicamente para obter unha actualización de software. Bosch IoT Suite é o centro de comunicación para os vehículos que reciben actualizacións sen fíos.
3.4.5. Configuración remota
Poder modificar as configuracións de forma remota é fundamental para o equipo de operacións. Unha vez lanzados, os dispositivos no campo deben actualizarse con frecuencia para que sigan o ritmo da evolución do ecosistema. Isto pode incluír calquera cousa, desde o cambio do lado da nube URLs para reconfigurar a autorización do cliente, aumentar ou diminuír os intervalos de reconexión, etc. As funcións de xestión masiva complementan todos os traballos relacionados coa configuración, xa que a capacidade de activar medidas masivas baseadas en regras complexas e executalas en horas programadas de forma repetible é de suma importancia para operacións.
3.4.6. Diagnóstico
A implantación de IoT é un proceso continuo que implica un seguimento e diagnóstico constantes co obxectivo de minimizar o tempo de inactividade e axilizar as operacións. Cando os dispositivos están en localizacións remotas, o acceso aos rexistros de auditoría administrativa, rexistros de diagnóstico de dispositivos, rexistros de conectividade, etc. é unha das funcións máis vitais para a resolución de problemas. Se se precisa máis análise, o sistema de xestión do dispositivo debería poder activar de forma remota o rexistro detallado e descargar o rexistro files para análise, aforro de tempo valioso e mellora da eficiencia das operacións.
3.4.7. Integración
A menos que adopten un servizo listo para o seu uso, as solucións de IoT empresarial adoitan necesitar acceso para crear capacidades de xestión a través dun rico conxunto de API, que permiten integrar servizos externos ou personalizar interfaces de usuario e fluxos de traballo. En tempos de desenvolvemento de código aberto, proporcionar REST e API específicas de linguaxe como a API de Java é un estándar para cumprir os casos de uso de conexión e xestión remotas.
3.5. Baixa de servizo
A desactivación pode afectar a toda a solución de IoT ou só a compoñentes dedicados; por example, substituír ou desmantelar un único dispositivo. Os certificados deberían ser revogados e outros datos confidenciais ou sensibles deberían eliminarse de forma segura.
Conclusión
Facer realidade a Internet das Cousas é unha viaxe transformadora que inspira múltiples innovacións empresariais.
Dado o crecente número de innovacións IoT, é fundamental que as empresas seleccionen a plataforma de xestión de dispositivos óptima ao comezo desta viaxe. Esta plataforma ten que ser capaz de facer fronte á heteroxeneidade e diversidade dunha paisaxe IoT empresarial en constante evolución e ten que ser capaz de xestionar o crecente número de dispositivos conectados ao longo de todo o seu ciclo de vida.
Bosch IoT Suite é unha plataforma de software completa, flexible e baseada en código aberto para solucións IoT. Ofrece servizos escalables e ricos en funcións para abordar escenarios de xestión de dispositivos ao longo de todo o ciclo de vida do dispositivo, incluída a xestión de activos e software. Bosch IoT Suite aborda a xestión de dispositivos con solucións dedicadas para implementacións en local e na nube.
Os teus produtos para a xestión de dispositivos IoT
 Xestión de dispositivos Bosch loT |
Bosch loT Rollouts |
Xestor remoto Bosch loT |
| Xestiona todos os teus dispositivos IoT de forma sinxela e flexible na nube durante todo o seu ciclo de vida | Xestiona e controla as actualizacións de software e firmware para dispositivos IoT na nube |
Xestión de dispositivos, monitorización e provisión de software na instalación |
Estudo de caso de cliente
Queres comezar unha iniciativa IoT? Necesitas xestión de dispositivos. Estudo de caso de cliente: a iniciativa IoT de Smight
Directamente reservadas e equipadas con interfaces de usuario amigables, as nosas solucións de xestión de dispositivos pódense usar de inmediato, pero tamén permiten unha integración total a través de API modernas. Ademais, os nosos equipos de servizos profesionais levan moitos anos permitindo aos clientes xestionar dispositivos IoT. Temos a experiencia e os coñecementos necesarios para axudarche na túa viaxe de IoT e poñer en marcha as túas ideas de IoT, mentres te concentras no que é importante para a túa empresa. Pode centrarse no desenvolvemento de aplicacións IoT que engade valor, en lugar de no desenvolvemento, aloxamento e mantemento da plataforma IoT. Crece rapidamente desde a creación de prototipos ata operar como unha empresa a gran escala habilitada para IoT con Bosch IoT Suite.
Proba as capacidades de xestión de dispositivos de Bosch IoT Suite cos nosos plans gratuítos
Bosch na Internet das Cousas
Cremos que a conectividade é algo máis que tecnoloxía, é parte das nosas vidas. Mellora a mobilidade, moldea as cidades do futuro e fai que as casas sexan máis intelixentes, as conexións coa industria e a asistencia sanitaria sexan máis eficientes. En todos os ámbitos, Bosch traballa por un mundo conectado.
Como un importante fabricante de dispositivos, temos experiencia con millóns de dispositivos conectados e xestionados en diversas industrias. Así, coñecemos de memoria os retos que implican as implementacións de IoT e a ampla gama de casos de uso de xestión de dispositivos que se abordan.
Desenvolvemos unha solución de xestión de dispositivos que che permite estar ao tanto da heteroxeneidade e diversidade de dispositivos e activos en constante evolución, garantindo así que a túa solución de IoT siga funcionando a medida que evoluciona a tecnoloxía.
Plans gratuítos: proba Bosch IoT Suite de balde
Solicita unha demostración en directo
Siga a @Bosch_IO en Twitter
Siga a @Bosch_IO en LinkedIn
Europa
Bosch.IO GmbH
Ullsteinstraße 128
12109 Berlín
Alemaña
Tel. + 49 30 726112-0
www.bosch.io
Asia
Bosch.IO GmbH
c/o Robert Bosch (SEA) Pte Ltd.
Rúa Bishan, 11
Singapur 573943
Tel. +65 6571 2220
www.bosch.io
Documentos/Recursos
 |
BOSCH Master Complexity in IoT Deployments Software [pdfGuía do usuario Master Complexity en IoT Deployments Software, Master Complexity in IoT Deployments, Software |
