Chytrá zařízení nebo centrální portál, aneb i jednoúčelová zařízení (SD devices) mají své místo

18. 3. 2020

Zařízení HW group podporují dva současné trendy současné senzorové techniky. Jednoúčelová zařízení s topologií IoT sítě, která jsou přímo závislá na ovládání centrální cloud aplikací a chytrá zařízení pro autonomní provoz a sítě s vysokými požadavky na bezpečnost. Každé řešení má své výhody. Pro jednoduchá zařízení hovoří jednoduchost instalace, konfigurace a centrální údržba, což snižuje náklady na údržbu po celou dobu životnosti zařízení.

Horizontal menu

Podpora

Výhody a nevýhody jednoúčelových a chytrých zařízení

Debaty o tom, zda je vhodnější používat jednoúčelová zařízení nebo raději integrovat více funkcí do jednoho, se vedou již od prvních mikroprocesorů. Použití více jednoúčelových zařízení umožňuje vyšší škálovatelnost systému, ale při více zařízeních se projeví na ceně, zatímco integrace funkcí může cenu za hardware výrazně snížit, ovšem vždy se zvýšeným rizikem, že chyba jednoho systému způsobí nefunkčnost celku.

Na druhé straně rozhodnutí, zda použijeme chytré autonomní zařízení nebo systém využívající cloudové řešení by nemělo vycházet z prosté ceny za zařízení, ale musí zohledňovat aplikaci, tedy účel, proč si nezávislý monitoring pořizujeme a rovněž návrh a instalaci systému.

Chytrá zařízení (Poseidon, Damocles, PWR aj.)	SD-Devices
Autonomní provoz bez potřeby trvalého internetu	Snadná instalace nekvalifikovaným pracovníkem
Podpora více typů komunikačních protokolů, snadná integrace do dohledových systémů	Funkční oboustranná komunikace bez potřeby znalosti sítí
Vnitřní logika umožňující provádění akci	Snadná změna funkce aplikace přes jednotný portál
Rozšířená podpora M2M komunikace	Jednotný komunikační formát
Interní datalog	Vysoká stabilita provozu
Složitější návrh systému	Vyšší modulárnost systému
Instalace vyžaduje odborníka	Funkčnost systému omezena možnostmi portálu
Vyšší cena	Závislost na běžícím systému 3.stran

Návrh a škálovatelnost systému

Jednoúčelová zařízení mají nespornou výhodu. Obsahují malý, jasně definovaný počet vstupů, výstupů nebo senzorů. Nekombinují je v rámci jedné krabičky, ale lze snadno kombinovat celá zařízení. Výrazně snáz se tak navrhuje celý ekosystém a snazší je rovněž jeho rozšiřování.

Řešení monitoringu je nutné navrhovat nejen podle funkce, ale také podle rozsahu monitorovaných prvků a veličin. Sledovat lze základní veličiny, jako teplotu a vlhkost, a zároveň například otevřené dveře, stavy technologií, napětí či proudy v systému. Z tohoto pohledu lze použít stejně dobře jednoúčelová i chytrá zařízení. V jednodušších aplikacích jsou chytrá zařízení výhodou, protože řešení all-in-one umožňuje levnou instalaci potřebných prvků včetně všech funkcí okolo. Pro monitoring prostředí v racku tak stačí STE2 s teploměrem a vlhkoměrem a dvojicí dveřních kontaktů, případně Poseidon2 3268 který bude ovládat přídavné ventilátory na rackové skříni. V případě složitějších aplikací je však obtížnější udržet náklady pod kontrolou. Díky tomu, že chytrá zařízení mají omezený počet vstupů, výstupů a senzorů v různých kombinacích, je třeba znát celý sortiment a vhodně kombinovat. Uživatelům se snadno stane, že chybí 1 digitální vstup a kvůli tomu pořizují další drahé zařízení.

Instalace a konfigurace

Veškerá nastavení jednoúčelových zařízení se provádí na jednom jediném místě – v centrálním portálu SensDesk.

Jednoúčelová zařízení data sama nijak nezpracovávají, pouze je posílají do vzdáleného nadřízeného systému (portálu) a veškeré zpracování probíhá tam. To sebou sice nese potřebu velmi vysoké spolehlivosti měřících zařízení a propracovaný systém jejich registrace do systému, ale současně poskytuje uživateli dvě velké výhody. Veškerá nastavení se provádí na jednom jediném místě – v centrálním portálu SensDesk. Není tedy potřeba přestavovat jednotlivá vzdálená zařízení, a tedy ani vytvářet si k nim přístupové cesty v internetu. Kdokoliv, kdo si chtěl někdy zpřístupnit domácí data v internetu ví, že je třeba nastavit routing (resp. překlad adres) na domácí bráně (modemu) a to znamená zjistit, jak se to dělá a naučit se to. V případě jednoho zařízení to není problém, u více je to již dost složité. Jednoúčelová zařízení typu SD-Devices či NB-devices se připojují k serveru sama a toto tunelování není třeba.

Chytrá zařízení ze své podstaty vyžadují pro svoji instalaci odborníka se širším spektrem znalostí, počínaje potřebou znát aplikaci, kterou má zařízení řešit až po alespoň základní znalosti počítačových sítí, překladů adres a podobně. Takový člověk je nejen nákladný na mzdu, ale ne vždy se jedná o pracovníka schopného a oprávněného k zásahu do sledované technologie a výsledkem je mechanik montující čidla a vedle toho inženýr nastavující zařízení. Vrcholem jsou pak situace, kdy se montáž provádí v cizím prostředí a je třeba ještě součinnost s místním IT oddělením. Pokud potřebujete naistalovat monitoring v jednom racku, lze si s nastavením pohrát a dohodnout si s IT oddělením vzdálený přístup pro pozdější rekonfiguraci. Podobně jedná-li se o velkou instalaci, máte k dispozici vyhrazenou počítačovou síť (VLAN) a situace je opět trochu jednodušší, ale v případě více zařízení, která se nachází na různých místech (geograficky) se situace rychle mění a jednoúčelová zařízení rychle získávají na významu.

V případě chytrých zařízení umožňujících zapojování senzorů a čidel na sběrnice je sice možné ušetřit na hardware, ale klade to vysoké nároky na testování a dokumentaci skutečného stavu. V opačném případě se bude za provozu záměna senzorů hledat velmi obtížně. O mnoho jednodušší je proto použít jednoduchá jednoúčelová zařízení. Ta aktivně odesílají data na vzdálený server a pokud pracovník instalační firmy dostane pokyn, aby hnědý senzor zapojil do díry 1 a bílý do díry 2, je riziko instalačních problémů pouze minimální.

V případě komunikace M2M musí vždy zůstat na cílovém routeru/firewallu otevřený komunikační port, což je práce pro zkušeného IT specialistu.	Přístup k jednotlivým zařízením z vnější sítě (internetu) je rovněž při přímém spojení nepohodlný, protože je třeba na cílovém routeru/firewallu otevřené komunikační porty (pro každé jedno zařízení jeden samostatný), což je práce pro zkušeného IT specialistu.
Použijeme-li SensDesk jako prostředníka, sice dojde k mírnému zpomalení komunikace, ale není třeba dělat žádné zásahy do infrastruktury sítě což zvyšuje nejen bezpečnost aplikace, ale i zbytku sítě.	Použití portálového řešení pro nastavování chování, Saferange a dalších parametrů cílové aplikace opět zvyšuje nejen bezpečnost aplikace, ale i zbytku sítě. Je uživatelsky velmi přívětivé, a hlavně jednotné napříč různými produkty.

Změna konfigurace zařízení

Pokud jde o změny konfigurace zařízení, platí pro jednoúčelová a chytrá zařízení podobné vlastnosti jako v případě instalace. Portálové řešení je jednodušší a rychlejší. Navíc stačí jeden zkušený inženýr pro běžnou správu i velmi rozsáhlých systémů.

M2M provoz

V oblasti vzájemné kooperace 2 zařízení záleží při výběru řešení na aplikaci. Využití jednoduchých zařízení má oproti uceleným řešením typu all-in-one výhodu ve snadné škálovatelnosti, přesto platí, že přímé spojení dvou zařízení je vždy rychlejší a bezpečnější než využití centrálního portálu jako prostředníka. Chceme-li ovládat výstup nějakého zařízení prostřednictvím portálu, vzhledem k architektuře cloudových řešení je třeba počkat, než se zařízení připojí k centrálnímu serveru, což může trvat v řádu desítek sekund až několika minut. V případě vzájemného použití zařízení typu Poseidon2 a Damocles2 vzniká přímé spojení, které je schopné reagovat v řádu několika set milisekund až několika sekund. Pokud však nejsou ve stejné počítačové síti platí zde výše uvedená potřeba vytvoření propojení na úrovni routeru což může být pracné a v korporátních sítích často nemožné.

Kam se hodí chytrá zařízení

Chytrá zařízení typu Poseidon2, Damocles2, HWg-PWR a další jsou ideální pro použití do kritických aplikací kde je třeba velmi rychlé reakce na nastalou situaci, ať již se jedná o okamžité odeslání SMS nebo sepnutí výstupu. Tato zařízení rovněž pracují s informací o reálném čase a vytvářejí datalog, opatřený časovými značkami. Navíc podporují různé komunikační protokoly, jako je SNMP, ModBus/TCP, MQTT a další, které však vyžadují pro správnou funkci konfiguraci zařízení. Více se tedy hodí do průmyslu a do uzavřených sítí a systémů.

Nezávislost aplikace

Potřeba opravdu nezávislého dohledu je nejsilnějším argumentem pro použití zařízení jako je Poseidon2, Damocles2 či HWg-WLD, tedy chytrých zařízení, protože ta umožňují současně měřit sledované veličiny, vyhodnocovat je a v případě potřeby odeslat varovnou zprávu, zapnout záložní systém nebo vypnout sledované zařízení dříve, než nastanou závažnější škody. Zde záleží opravdu jen na kritičnosti dané aplikace a jejím úkolu. Pro odeslání varovného e-mailu stačí zajistit vždy funkční konektivitu do internetu, resp. k SMTP serveru, pro odeslání SMS stačí využít HWg-SMS-GW3, která může být ve stejné síti (případně lze použít i pouze modem připojený k vybraným ústřednám).

V případě jakýchkoliv jednoúčelových zařízení, vyžadujících cloudové služby nebo jiného serverového řešení se sice bez funkčního připojení k internetu nelze obejít, ale tato topologie již z principu vnáší do komunikačního řetězce nejméně jeden prvek, který nemá uživatel pod kontrolou. Chytrá zařízení se tak hodí více pro kritické aplikace, případně pro instalace, kde firemní politika neumožňuje použití serverových nebo cloudových služeb.

Kam se hodí jednoúčelové SD-Devices a NB-Devices

Jednoúčelová zařízení jsou primárně určena pro větší aplikace, ať již z pohledu geografického nebo rozsahem čidel.
Hodí se pro aplikace mnoha malých instalací rozprostřených na více místech. Umožňují připojit malé množství senzorů a čidel a tím umožňují snadnou instalaci. Současně nevyžadují žádnou zvláštní konfiguraci s výjimkou např. nastavení WiFi v případě SD-zařízení. Veškeré další operace se již provádí výhradně na úrovni portálu SensDesk a ty může provádět kvalifikovaný pracovník. Při rozšiřování systému je naopak velmi příjemná cena na jednoúčelové zařízení, která umožňuje dokoupit pouze ty vstupy či výstupy, které jsou v systému potřeba.

V případě NB-Devices je jejich použití na odlehlých místech bez elektřiny a stálého internetu přímo typické.

Spolupráce chytrých a jednoúčelových zařízení

Rozhodně není pravda, že v rámci jednoho řešení lze použít jen jednu nebo druhou technologii. Naopak s výhodou lze použít portál SensDesk jako jednotící prvek obou způsobů monitoringu a vzájemně kombinovat výhody obou. Velmi výhodné je pak používat chytrá zařízení pro snímání hodnot a jednoúčelovým zařízením ovládat vzdálené výstupy, či kontrolovat únik vody.