Jste zde

Velký přehled cloudů pro IoT

Cloud pro internet věcí je důležitou součástí celého procesu od naměřených dat až po jejich bezpečné uložení a zpracování. Výběr poskytovatele může souviset i s výběrem hardware.  Jelikož vzájemná spolupráce poskytovatelů „Cloudových“ služeb a výrobců procesorů (chipů)  pro LPWAN, dokáže nabídnout kompletní řešení pro vaše aplikace. Tím se urychlí celý vývoj a efektivita se mnohonásobně zvýší. Proč vymýšlet už vymyšlené. Stačí mít jen dobrý nápad na užitečnou aplikaci.

IoT (Internet věcí) můžeme nazvat vše, co komunikuje, a to nejen bezdrátově. Data, které zařízení posílají, je vhodné někde zpracovávat, analyzovat či uchovat k pozdějšímu použití. K tomuto účelu slouží „Cloud“. Pokud jsem začal hledat informace ohledně „Cloudu “ a IoT na internetu, našel jsem mraky poskytovatelů této služby. Zajímal jsem se jaké vlastnosti má jejich nabízené řešení. Každý o sobě píše, že dokáže připojit cokoliv a nabídnout cokoliv. Našel jsem jednu výjimku a to platformu ESL Group, která o sobě tvrdí, že se specializuje na bezpečnost přenosu (bankovní sektor). Jenže každá platforma o sobě píše, že jsou bezpečně uložena, jelikož pracují s osobními daty uživatele. Nepodařilo se mi najít informace, zda všichni poskytovatelé mají svá uložiště nebo využívají služeb specializovaných datových center jiných společností. Na druhou stranu, je v podstatě jedno, kde jsou data uložena. Hlavní je bezpečné uložení a rychlí přístup k požadovaným datům. Důležitou roli bude hrát také cena za poskytnuté služby. Cloud IoT otevírá nové technologické možnosti, ale otevírá i nové možnosti příjmu peněz. Možná v budoucnu nastane situace, že za senzor zaplatíme při pořízení 10 eur a následně během životního cyklu 15 eur za cloudové služby. Dále to povede k další segmentaci trhu. Doteď víceméně hloupé technologie instaluje kdekdo, kdo se nebojí drátů. V budoucnu už to tak nemusí být.

Cesta dat od senzoru po aplikaci
 

Jak jsem zacházel do detailu, zjistil jsem, že na výběr cloudu hraje roli výběr hardware. Jelikož poskytovatelé často nabízí programový stack, který se implementuje do procesoru(chipu) a tím lépe komunikuje a využívá služby cloudu. Tím se zjednoduší cesta od naměřených dat do uložiště(cloudu). Pozdější zpracování, analýza, vizualizace je už vlastně jen zpracovávání databáze naměřených (přenesených) dat a je jen na uživateli, co s nimi bude dělat. Zde bych viděl určité rozdíly, které mohou hrát roli ve výběru poskytovatele. Důležité je jaké služby(programy, analýzy atd.) daný poskytovatel  nabízí, tak aby přímo vyhovovali naší aplikaci.  Většina poskytovatelů nabízí i tzv. online zpracování naměřených dat, což může pomoci aplikacím věnujícím se automatizaci procesů, které nejsou tolik závislé na čas. Sice se tomu říká online zpracování, ale vždy dochází k časovému zpoždění. 


Většina poskytovatelů nabízí vývojové kity a účty na zkoušku zdarma, aby si šlo vyzkoušet, jak snadná nebo komplikovaná cesta vede k úspěšnému připojení a sběru dat. Proto jsem se rozhodl udělat přehled poskytovatelů cloudu pro IoT a nabízeného hardware. Někteří navázali partnerství mezi sebou, aby lépe poskytly ucelené řešení pro potencionálního zákazníka. Nicméně je třeba podotknout, že všechna tyto partnerství vznikla v období mezi červnem a listopadem 2015, kdy se masově začalo mluvit o kouzelném slovu IoT. Mám takový pocit, že všichni poskytovatelé jsou hladoví po aplikacích, které přicházejí pozvolna.  Nicméně první náznaky skutečných aplikací existují a uvidíme, co nám přinese budoucnost. 


Pro zařízení, které komunikují bezdrátově, jsou většinou bateriově napájena. Komunikace s cloudem spotřebuje ne málo energie. Proto vznikly sítě určené právě pro tyto typy zařízení – LPWAN (Low Power Wide Area Network) – WAN sítě s nízkou spotřebou. Patří sem LoRaWAN, Sigfox a jejich SimpleCell, Weightless, Low Power WIFI, nWave. Můžeme sem zařadit i Zigbee či Bluetooth low power. Z této podsítě se přes gateway dostanou data do internetu a cloudu. 


 

Distribuční model Cloudu

Distribuční model vypovídá o tom, co je v rámci služby nabízeno – zda jde o software, hardware či jejich kombinaci.
 
  • IaaS – infrastruktura jako služba (Infrastructure as a Service) – poskytovatel služeb se zavazuje poskytnout infrastrukturu. Typicky se jedná o virtualizaci. Hlavní výhodou tohoto přístupu je, že o veškeré problémy s hardwarem se stará poskytovatel. Na druhou stranu, vzhledem k tomu, že hardware se bere jako něco, co vlastníme, na co můžeme sáhnout a jsme za to zodpovědní, je někdy nemožné toto akceptovat. IaaS je vhodné pro ty, kteří vlastní software (či jejich licence) a nechtějí se starat o hardware. Příklady IaaS jsou Amazon WS, Rackspace nebo Windows Azure. Zkratka IaaS může znamenat též integrace jako služba (Integration as a Service).
  • PaaS – platforma jako služba (Platform as a Service) – poskytovatel garantuje kompletní prostředky pro podporu celého životního cyklu tvorby a poskytování webových aplikací a služeb; to plně na internetu, bez možnosti stažení softwaru. Koncepce zahrnuje různé prostředky pro vývoj aplikací, jako jsou IDE nebo API, ale rovněž např. pro údržbu. Nevýhodou tohoto přístupu je proprietární uzamčení, kdy různí poskytovatelé mohou používat např. různé programovací jazyky. Příklady poskytovatelů PaaS jsou Google App Engine nebo Force.com (Salesforce.com).
  • SaaS – software jako služba (Software as a Service) – aplikace je licencována jako služba pronajímaná uživateli. Uživatelé si tedy kupují přístup k aplikaci, ne aplikaci samotnou. SaaS je ideální pro ty, kteří potřebují jen běžný aplikační software a požadují přístup odkudkoliv a kdykoliv. Příkladem může být sada aplikací Google Apps nebo v logistice známý systém Cargopass.
 

Cloudy pro IoT

Microsoft Azure

Jeho služeb využívá například Schneider Electric, Rolls-Royce, Thyssenkrupp a další. Přehled hardware se, se kterým spolupracuje Azure je zde: https://catalog.azureiotsuite.com. Jedná se o například:  Beaglebone, Minnowboard, Intel Edison, Rasberry Pi, Freescale FRDM K64, Nexcom, AAEON atd.

Pro IoT nabízí Azure tyto služby:
IoT Hub - Připojení, monitoring a kontrola aktiv od IoT zařízeních 
Event Hub - Určeno pro měření na dálku tzv. telemetrie.
Stream Analytics - Zpracování datového toku v reálném čase
Machine learning - Tzv. prediktivní analýza dat a nástroj na prediktivní údržbu strojů
Notification Hubs - Škálovatelnost, posílání notifikací

Google cloud platform

Google nabízí Seeed Studio pro BeagleBone Green Wireless startovací desku, která vám představí základy komunikace s Google Cloud Platform (https://cloud.google.com/solutions/iot/kit/). Mezi uživatele cloudu od googlu patří motorola, airbus,  HTC, Philips, CocaCola atd.

Oracle cloud

Nabízí veškeré služby co od cloudu můžeme očekávat. Největší výhodou je, že dokonce umožňuje umístit Oracle Cloud ve svém vlastním datovém centru. Oracle Cloud pomáhá organizacím řídit inovace a obchodní transformaci tím, že zvyšuje flexibilitu podniku, snižování nákladů a snížení IT složitosti.

IBM Bluemix

Využívá IBM Watson IoT Platformu, která umožňuje okamžitý přístup k naměřeným datům. Používá otevřený protokol, MQTT nebo HTTP.

SAPHANA

Saphana je řešení od společnosti SAP. Nabízí komplexní portfolio řešení pro internet věcí (IoT).Mezi uživatele cludu od SAPu patří Siemens. Vše co nabízí tento cloud najdete ve shrnuti <zde>. Na youtube mají detailně popsaný celý seriál o možnostech IoT cloudu. Viz sekce video níže. 

Bosch Cloud

Bosch IoT Cloud se skládá z velkého portfolia cloudových služeb. Pomůže Vám urychlit projekty IoT, zkrátit dobu uvedení na trh nových řešení IoTa získáte bezpečnostní mechanismy, které Vám ochrání vaše data. Bosch IoT Cloud je umístěn ve speciálním datovém centru nedaleko Stuttgartu. Další centra jsou plánovány pro Spojené státy a Singapur. Bosch cloud má pevná pravidla pro nakládání s osobními údaji zákazníků – respektování práva zákazníků vědět, co se děje s jejich osobními údaji. Zákazníci si mohou sami zvolit, zda poskytnou své osobní údaje a samy rozhodnou, kdy data vymazat.

Samsung Artik cloud

Samsung Artik zahrnuje kompletní  řešení - hardware, software, cloudové připojení a bezpečnost. Moduly obsahují bezdrátové připojení wifi, bluetooth a zigbee, které poskytují dostatečnou flexibilitu. Díky dostupné a otevřené API SDK lze rychle vytvořit aplikace pro domácí i průmyslové prostředí. Snadné vytvoření komunikace „peer to peer“ až po složitější mesh sítě. Platforma Samsung ARTIK je kompletní "ekosystém" pro aplikace internetu věcí. Tato platforma v sobě zahrnuje nástroje pro vývoj, nasazení a správu IoT systémů. ARTIK se skládá z tzv. modulů a cloudu. Moduly na bázi „System on Module“ (SoM) obsahují vestavěnou konektivitu a otevřený software.O platformě ARTIK jsme psali zde: Samsung Artik platforma nejen pro IoT

Predix

Vše co Predix od GE Digital nabíze je podrobně popsáno v následující příručce https://www.predix.com/sites/default/files/predix-the-industrial-internet-platform.pdf. Specializuje se výhradně na IoT v průmyslu. Dokáže připojit senzory, motory a inteligentní stroje. Predix je průmyslová platforma IoT, která dokáže nasbíraná data zpracovat tak, aby lépe poskytla přehled o provozním chodu celé továrny, podniku atd.

Amazon Web Service

Kdo by neznal Amazon. I tento gigant se pustil do IoT a má co nabídnout. Jeho síla je hlavně ve zpracování dat a široké škály služeb.

Thingworx

ThingWorx je technologická platforma, která byla od počátku vyvíjena pro internet věcí. Největší hodnota internetu věcí spočívá v datech. Každé připojené zařízení může každý den generovat potencionálně milióny dat, ale mnohé z těchto dat zůstávají zcela nevyužity. Shromažďování, analýza a zpětné využití těchto dat - na to se specializuje plastforma ThingWorks.

Sensolus

Nabízí řešení pro sledování pomocí hardwareových track zařízení. Můžou sledovat osoby,auta cokoliv co se pohybuje a unese sledovací zařízení.Data z těchto zařízení pak ukládá do cloudu a tím je mate kdykoliv k dispozici. Tuto službu nazívá Sticktrack. Je jedním z partnerů sítě SigFox.

MyScada

Nabízela zpracování a uchování dat daleko předtím, než nějaké IoT vzniklo. Její platforma MeetUp podporuje síť Sigfox. Prezentaci můžete shlédnout <zde>

Qline a,s

Dodává řešení telemetrie, automatické systémy řízení technologických celků, dispečerské a monitorovací systémy. Mají potřebné znalosti a zkusšonosti s dodávkami řešení v oblasti telemetrie a řídících center pro síťové společnosti v oblasti vodního hospodářství, tepláren, plynárenství a energetiky.Jedná se o dodávky a služby v oblasti: automatické systémy řízení technologických celků, dispečerské systémy rozvodných sítí a monitoring technologického zařízení.Vývoj a prodej vlastního programového díla pro dispečerská centra a velíny. Vyvíjí systémy SCADA a specializují se na SW komponenty pro AMR, AMM, M2M a nově i pro internet věcí - IoT.

Enectiva

Enectiva slouží jako IoT platforma pro oblast sběru parametrů budov z administrativních i průmyslových provozů včetně odečtů energetických dat. Sensory kompatibilní s IoT sítěmi umožňují odečty vody, plynu, elektřiny, tepla i chladu, množství CO2 i ostatních plynů včetně těch životu nebezpečných případně vznětlivých, dále teploty, vlhkosti, počtu vyrobených kusů, počítadla počtu osob atp. Enectiva umožňuje napojení jakékoli datové řady z těchto IoT sensorů přimo do aplikace. Uživatel následně může on-line přes webovou aplikaci sledovat jednotlivé statistiky všech sledovaných hodnot. Enectiva je na hardwaru nezávislá platforma, což je její velkou výhodou. V sítích IoT spoléhají na technologie Sigfox a LoRa.

FlowBox

FlowBox neustále měří, vyhodnocuje a kontroluje všechny spotřebiče a provozy. Odhalí tak okamžitě jejich nehospodárnosti a poskytne vám trvalý a přesný přehled o předpokládaném i skutečném odběru energií.Podle měřených dat z provozu FlowBox samostatně synchronizuje provoz všech řízených spotřebičů. Centrálně tak optimalizuje například celkový průběh vytápění, rekuperace, větrání, klimatizace a dalších prvků vzduchotechniky, stejně tak jako funkci dalších zařízení.FlowBox současně řídí aktuální průběh celkového odběru energie ve vaší firmě tak, aby nepřekročil smluvně stanovené podmínky pro odběr a zabránil penalizacím. Můžete celý firemní systém hospodaření s energií ovládat z jakéhokoli místa na světě, díky online aplikaci v mobilu, tabletu nebo notebooku. FlowBox vás alarmem upozorní na výpadky či neefektivitu spotřebičů nebo provozů.

Inteliglue

InteliGlue je škálovaná IoT platforma pro správu dat a management zařízení poskytovaná buď v cloudu nebo na serverech zákazníka uvnitř organizace (on premises). Platforma vychází z otevřených komunikačních standardů s širokým spektrem použití. Díky své architektuře neomezuje způsob použití, který se liší projekt od projektu. Tuto službu využila aliance IQRF na Electronice 2016, kde představila svou vizi v IoT. Jednalo se o aplikace pro měření kvality vzduchu, automatické zatemňování a osvětlování v budovách, veřejné parkování či monitoring spotřeby energií.

Video sekce - představení jednotlivých platforem

Microsoft Azure Google Oracle
IBM Bluemix SAPHANA Bosch
Samsung Artik Predix Thinkworx

 

Výrobci chipů a vývojových kitů:

Microchip

Microchip spolupracuje s Amazon web service. Nabízí vývojový kit AWS Zero touch secure Provisioning kit, který je zalozen na procesoru Atmel. Byl vyvynut společně s Amazon. Specializuje se na bezpečnost přenosu dat do cloudu. Ma integrovanou sadu eliptických křivek ECC508, která zaručuje bezzpečné připojení k internetu. Vývojový kit IoT Ethernet Kit , je založen na procesoru PIC32MZEF a využívá LAN8740 k připojení k internet a k Amazon cloudu. Tento kit obsahuje operační system FreeRTOSTM a dokáže komunikovat pomocí MQTT protokolu. Bluetooth Low Energy Client Module - BLECM je navržen tak, aby umožnil rychle ovládat přednastavené mobilní aplikace. Pomocí mikroBUS sběrnce dokáže komunikovat s širokou škálou čidel.

Texas instruments

Na stránkách má přehledně uveden seznam platforem, se kterými spolupracuje. Jsou mezi nimi známá jména jako IBM Watson IoT, Microsoft Azure, Amazon web service či ThingWorx. Mezi méně známá patří například Tago, Sierra Wirelesss či Vitanet.(Odkazy nejsou přímo na stránky cloudu, ale na vývojové kity, které umožňují snadnou konektivity právě do uvedeného cloudu.)   Pro bezdrátovou komunikaci nabízí integrované chipy a jejich vývojové kity. Mezi ně patří CC3200 (ARM Cortex M4 a WIFI onchip), CC2640, který komunikuje pomocí Bluetooth ultra low power. CC1350 (Sub-1Ghz a Bluetooth low energy), CC2650 (Bluetooth, ZigBee). Pro drátovou komunikaci nabízí Ethernetové moduly DP83867CR, DP83822I nebo pro RS485 převodník SN65HVD1794. Nemohu opomenout mikroprosecory řady Sitara a MSP430. Dále nabízí veškeré podpůrné obovody pro bezdrátové zařízení jako je battery management, různé sensory tlaku, teploty, světla, vlhkosti atd. Přehled hardware naleznete <ZDE>

StMicroelectronics

Spolupracuje převážne s IBM Watson a Microsoft Azure. Pro IoT aplikace dokáže IoT nabídnout širokou škálu integrovaných obvodů. Pro bezdrátovou konektivitu nabízí obvody pro komunikaci pomocí Bluetooth low energy, LoRaWAN, Sigfox, Wifi a Sub 1GHz RF. (odkazy uvádí přehled produktů pro daný protokol). Mikrokontroléry řady Cortex M4, M3 či M0 nemusím více představovat. Důležitou součástí každého bezdrátového zařízení je mít dokonalý power managment, o který se postará STC3115.  St Microelectronics je silný v portfoliu sensorů. Mezi ně patří akcelerometry, Gyroskopy, teplotní a vlhkostní sensory a mnoho dalších. Neméně důležitou součástí je zpracování signálů ze senzorů.

Intel Edison

Spolupracuje s Amazon Web Service, Microsoft Azure a IBM Bluemix. Jedná se o populární chip, který s okolým dokáže komunikovat pomocí Bluetooth či WiFi. Nabízí mnoho volně stažitelných zdrojových kódů. Nabízí mnoho senzorů, které se dají připojit k tomuto modulu.

Raspberry Pi

Populární mikropočítač Rapsberry Pi spolupracuje s cloudem Particle. Pro mě neznámí poskytovatel cloudu nabízí veškeré sluby, které jsou dostačující pro aplikace IoT. Více informací o tomto spojení se dozvíte <ZDE>

BeagleBone

Je oficiálním vývojovým kitem Amazon Web service.  Podrobný návod, jak BeagleBone připojit k Amazon Cloudu naleznete <ZDE>. AWS IoT Starter Kit obsahuje desku Beaglebone Green.

Silicon Labs

Nabízí hadrware platformu Thunderboard, která komunikuje pomocí Bluetooth. Lze k němu jednoduče připojit sensory CO2, tlaku, světla, rychlosti, teploty či vlhkosti. K dispozici je také aplikace pro mobilní telefony Android i iOS. Data jsou uloženy v uložišti Firebase od googlu. Více informací <ZDE>

Arduino

Společnosti QNAP a Arduino se spojily, aby vývojářům IoT nabídly soukromý cloud. Velkou výhodou například je, že vývojáři na platformě Arduino Yun nebo Tian mohou pro připojení zařízení od společnosti QNAP kromě rozhraní Ethernet a USB využívat i Wi-Fi a Bluetooth Low Energy (BLE). Pro bezpečnější přenos dat je možné využít i technologii LoRa. Kombinace platformy Arduino a funkcionality QNAP umožňuje snadné vytváření a implementaci kreativních IoT řešení. Jejich uživatelé tak mohou využívat jak komerční IoT produkty, tak i widgety přímo navržené pro Arduino a to vše snadno propojit s technologiemi QNAP. Platformy Arduino Yun a Tian podporují konektivitu prostřednictvím Wi-Fi a BLE, díky čemuž překonávají předěl mezi bezdrátovými senzory a zařízeními pro IoT na jedné straně a QNAP NAS s podporou rozhraní Ethernet a USB, na straně druhé. Nové platformy Arduino Uno Wi-Fi, Star Otto, a Primo lze přímo bezdrátově připojit k Yun nebo Tian, což dává vývojářům celou řadu možností při vývoji komerčních aplikací pro IoT. QIoT Suite Lite nabízí velké množství protokolů a aplikací ovládacího panelu, které vývojářům pro vývoj elektronických desek umožňují používat různé senzory a zároveň možnost implementovat takové aplikace, jako jsou například Node-RED a Freeboard. Data přijímaná senzory lze pomocí různých protokolů (MQTT, CoAP, atd.) přenášet do QNAP NAS, díky čemuž mohou uživatelé například pomocí ovládacího panelu dálkově monitorovat prostředí ve své domácnosti.

Hodnocení článku: