Машина к машине

редактировать

Машина-машина ( M2M) - это прямая связь между устройствами с использованием любого канала связи, в том числе проводного и беспроводного. Машины к машине связи может включать в себя промышленную аппаратуру, что позволяет датчик или измеритель, чтобы сообщить информацию, которую он записывает (таких как температура, уровень запасов и т.д.), чтобы приложения программного обеспечения, которые могут использовать его (например, настройка промышленного процесса, основанного на температуре или размещение заказов на пополнение запасов). Первоначально такая связь осуществлялась за счет того, что удаленная сеть машин передавала информацию обратно в центральный концентратор для анализа, который затем перенаправлялся в систему, подобную персональному компьютеру.

Более поздняя связь между машинами превратилась в систему сетей, передающих данные на персональные устройства. Расширение IP- сетей по всему миру сделало обмен данными между машинами быстрее и проще при меньшем потреблении энергии. Эти сети также открывают новые возможности для бизнеса для потребителей и поставщиков.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 История
    • 1.1 В 2000-е годы
    • 1.2 В 2010-е годы
  • 2 Приложения
  • 3 Сети в прогнозировании и управлении здоровьем
  • 4 Открытые инициативы
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Дальнейшее чтение

История

Машины проводной связи используют сигнализацию для обмена информацией с начала 20 века. Машина к машине приобрела более изощренные формы с момента появления автоматизации компьютерных сетей и предшествовала сотовой связи. Он использовался в таких приложениях, как телеметрия, промышленность, автоматизация и SCADA.

Устройства машина-машина, сочетающие телефонию и вычисления, были впервые концептуализированы Теодором Параскевакосом во время работы над своей системой идентификации вызывающего абонента в 1968 году, позже запатентованной в США в 1973 году. Эта система похожа, но отличается от индикатора вызова панели 1920-х годов и автоматического набора номера. Идентификация 1940-х годов, которая сообщала номера телефонов машинам, была предшественницей того, что сейчас называется идентификатором вызывающего абонента, который сообщает номера людям.

Первый приемник идентификации вызывающего абонента Обработка чипов

После нескольких попыток и экспериментов он понял, что для того, чтобы телефон мог читать телефонный номер вызывающего абонента, он должен обладать интеллектом, поэтому он разработал метод, при котором номер вызывающего абонента передается на устройство вызываемого абонента. Его портативный передатчик и приемник были использованы на практике в 1971 году на предприятии Boeing в Хантсвилле, штат Алабама, что представляет собой первые в мире работающие прототипы устройств идентификации вызывающих абонентов (показаны справа). Они были установлены в Peoples 'Telephone Company в Лисбурге, штат Алабама, и в Афинах, Греция, где с большим успехом были продемонстрированы нескольким телефонным компаниям. Этот метод лег в основу современной технологии Caller ID. Он также был первым, кто ввел концепции интеллекта, обработки данных и экранов визуального отображения в телефоны, которые дали начало смартфону.

В 1977 году Параскевакос основал Metretek, Inc. в Мельбурне, Флорида, для проведения коммерческих автоматических считываний показаний счетчиков и управления нагрузкой для электрических служб, что привело к созданию « умных сетей » и « умных счетчиков ». Чтобы добиться массового обращения, Параскевакос стремился уменьшить размер передатчика и время передачи по телефонным линиям, создав метод обработки и передачи с одним чипом. В 1978 году с Motorola был заключен контракт на разработку и производство единственного чипа, но этот чип был слишком велик для возможностей Motorola в то время. В результате получились две отдельные микросхемы (показаны справа).

Хотя сотовая связь становится все более распространенной, многие машины по-прежнему используют стационарные телефоны (POTS, DSL, кабель) для подключения к IP-сети. Отрасль сотовой связи M2M возникла в 1995 году, когда компания Siemens создала отдел в своем подразделении мобильных телефонов для разработки и запуска модуля передачи данных GSM под названием «M1» на основе мобильного телефона Siemens S6 для промышленных приложений M2M, позволяющих машинам обмениваться данными по беспроводной сети. сети. В октябре 2000 года отдел модулей сформировал в Siemens отдельное бизнес-подразделение под названием «Беспроводные модули», которое в июне 2008 года стало отдельной компанией под названием Cinterion Wireless Modules. Первый модуль М1 был использован для ранней точки продажи (POS) терминалов, в телематики транспортных средств, дистанционный контроль и отслеживание и отслеживание приложений. Технология «машина-машина» впервые была воспринята первыми разработчиками, такими как GM и Hughes Electronics Corporation, которые осознали преимущества и будущий потенциал этой технологии. К 1997 году беспроводная технология «машина-машина» стала более распространенной и сложной, поскольку были разработаны и запущены модули повышенной прочности для конкретных потребностей различных вертикальных рынков, таких как автомобильная телематика.

Модули данных «машина-машина» 21-го века имеют новые функции и возможности, такие как бортовая технология глобального позиционирования (GPS), гибкий поверхностный монтаж массива наземной сети, встроенные смарт-карты, оптимизированные для машин (например, телефонные SIM-карты ), известные как MIM или модули идентификации «машина-машина». и встроенная Java - важная технология, позволяющая ускорить Интернет вещей (IOT). Другой пример раннего использования - система связи OnStar.

Аппаратные компоненты межмашинной сети производятся несколькими ключевыми игроками. В 1998 году Quake Global начала разработку и производство оборудования для спутниковых и наземных модемов. Первоначально полагаясь в значительной степени на сеть Orbcomm в предоставлении услуг спутниковой связи, Quake Global расширила свои предложения телекоммуникационных продуктов, задействовав как спутниковые, так и наземные сети, что дало Quake Global преимущество в предложении сетевых нейтральных продуктов.

В 2000-е

В 2004 году Digi International начала производить беспроводные шлюзы и маршрутизаторы. Вскоре после этого в 2006 году Digi приобрела Max Stream, производителя радиоприемников XBee. Эти аппаратные компоненты позволяли пользователям подключать машины независимо от того, насколько удаленно они расположены. С тех пор Digi стала партнером нескольких компаний для подключения сотен тысяч устройств по всему миру.

В 2004 году Кристофер Лоури, британский предприниматель в области телекоммуникаций, основал Wyless Group, одного из первых операторов мобильной виртуальной сети (MVNO) в пространстве M2M. Операции начались в Великобритании, и Лоури опубликовала несколько патентов, вводящих новые функции в защите данных и управлении, включая фиксированную IP-адресацию в сочетании с управляемым подключением платформы через VPN. В 2008 году компания расширилась до США и стала крупнейшим партнером T-Mobile по обе стороны Атлантики.

В 2006 году компания Machine-to-Machine Intelligence (M2Mi) Corp начала работать с НАСА над разработкой автоматизированного машинного интеллекта. Автоматизированный машинный интеллект позволяет использовать широкий спектр механизмов, включая проводные или беспроводные инструменты, датчики, устройства, серверные компьютеры, роботов, космические аппараты и сетевые системы для эффективного обмена информацией и обмена информацией.

В 2009 году ATamp;T и Jasper Technologies, Inc. заключили соглашение о совместной поддержке создания устройств «машина для машины». Они заявили, что будут пытаться обеспечить дальнейшее взаимодействие между бытовой электроникой и беспроводными сетями между машинами, что повысит скорость и общую мощность таких устройств. В 2009 году также было введено управление сетевыми услугами GSM и CDMA в режиме реального времени для приложений от машины к машине с запуском платформы PRiSMPro ™ от машины к машине, провайдер сети KORE Telematics. Платформа была сосредоточена на том, чтобы сделать управление несколькими сетями критически важным компонентом для повышения эффективности и снижения затрат на межмашинное устройство и использование сети.

Также в 2009 году Wyless Group представила PORTHOS ™, свою платформу управления открытыми данными с несколькими операторами и приложениями, не зависящую от устройств. Компания представила новое отраслевое определение Global Network Enabler, включающее в себя платформенное управление сетями, устройствами и приложениями, ориентированными на клиента.

Также в 2009 году норвежская компания Telenor завершила десять лет исследований между машинами и машинами, создав две компании, обслуживающие верхнюю (услуги) и нижнюю (связь) части цепочки создания стоимости. Telenor Connexion в Швеции опирается на прежние исследовательские возможности Vodafone в дочерней компании Europolitan и работает на европейском рынке услуг на таких типичных рынках, как логистика, управление автопарком, безопасность автомобилей, здравоохранение и интеллектуальный учет потребления электроэнергии. Telenor Objects выполняет аналогичную роль, обеспечивая подключение машин к компьютерным сетям по всей Европе. В Великобритании, бизнес MVNO Abica, начаты испытания с TeleHealth и Telecare приложений, которые требуют безопасного транзита данных через Private APN и HSPA + / 4G LTE связи со статическим IP - адресом.

В 2010-е годы

В начале 2010 года в США ATamp;T, KPN, Rogers, Telcel / America Movil и Jasper Technologies, Inc. начали совместную работу над созданием сайта машина-машина, которая станет центром для разработчиков в области машиностроения. к электронике машинной связи. В январе 2011 года Aeris Communications, Inc. объявила о предоставлении телематических услуг «машина-машина» для Hyundai Motor Corporation. Подобное партнерство упрощает, ускоряет и делает более рентабельным переход между машинами на предприятиях. В июне 2010 года оператор мобильной связи Tyntec объявил о доступности своих высоконадежных SMS-сервисов для приложений M2M.

В марте 2011 года поставщик сетевых услуг KORE Wireless объединился с Vodafone Group и Iridium Communications Inc. соответственно, чтобы сделать сетевые услуги KORE Global Connect доступными через сотовую и спутниковую связь в более чем 180 странах с единой точкой для выставления счетов, поддержка, логистика и управление взаимоотношениями. Позже в том же году KORE приобрела австралийскую компанию Mach Communications Pty Ltd. в ответ на возросший спрос на M2M на рынках Азиатско-Тихоокеанского региона.

В апреле 2011 года Ericsson приобрела платформу Telenor Connexion «машина-машина», чтобы получить больше технологий и ноу-хау в растущем секторе.

В августе 2011 года Эрикссон объявил, что они успешно завершили соглашение о покупке активов по приобретению технологической платформы Telenor Connexion (машина для машины).

По данным независимой компании по анализу беспроводных технологий Berg Insight, количество подключений к сотовой сети по всему миру, используемых для межмашинного взаимодействия, составило 47,7 миллиона в 2008 году. Компания прогнозирует, что количество межмашинных подключений вырастет до 187 миллионов к 2014 году.

Исследование E-Plus Group показывает, что в 2010 году на рынке Германии будет 2,3 миллиона смарт-карт. Согласно исследованию, в 2013 году эта цифра увеличится до более 5 миллионов смарт-карт. Основным драйвером роста является сегмент «отслеживание и отслеживание» с ожидаемыми средними темпами роста 30 процентов. Самым быстрорастущим сегментом M2M в Германии со среднегодовым ростом на 47 процентов будет сегмент бытовой электроники.

В апреле 2013 года была сформирована группа стандартов OASIS MQTT с целью работы над легким протоколом передачи надежных сообщений публикации / подписки, подходящим для взаимодействия в контекстах M2M / IoT. IBM и StormMQ возглавляют эту группу стандартов, а корпорация Machine-to-Machine Intelligence (M2Mi) является секретарем. В мае 2014 года комитет опубликовал записку комитета по MQTT и NIST Cybersecurity Framework версии 1.0, чтобы предоставить руководство для организаций, желающих развернуть MQTT в соответствии с NIST Framework для улучшения кибербезопасности критически важной инфраструктуры.

В мае 2013 года поставщики сетевых услуг между машинами KORE Telematics, Oracle, Deutsche Telekom, Digi International, Orbcomm и Telit создали Международный совет между машинами (IMC). IMC - первая торговая организация, которая обслуживает всю экосистему «машина к машине», и стремится сделать машину к машине повсеместной, помогая компаниям устанавливать и управлять связью между машинами.

Приложения

Обычное потребительское приложение

Все взаимосвязанные беспроводные сети могут служить для улучшения производства и повышения эффективности в различных областях, включая оборудование, которое работает на строительстве автомобилей, и позволяя разработчикам продуктов знать, когда определенные продукты необходимо сдать на обслуживание и по какой причине. Такая информация служит для оптимизации продуктов, которые покупают потребители, и работает, чтобы все они работали с максимальной эффективностью.

Другое применение - использование беспроводной технологии для мониторинга систем, например счетчиков коммунальных услуг. Это позволит владельцу счетчика узнать, не были ли изменены определенные элементы, что служит качественным методом предотвращения мошенничества. В Квебеке Rogers подключит к центральной системе Hydro Quebec до 600 коллекторов Smart Meter, которые собирают данные, передаваемые с 3,8 миллиона Smart Meters провинции. В Великобритании Telefónica выиграла контракт на интеллектуальные счетчики на 1,78 миллиарда евро (2,4 миллиарда долларов) на предоставление услуг связи в течение 15 лет в центральных и южных регионах страны. Контракт - это самая крупная сделка в отрасли. Некоторые компании, такие как M-kopa в Кении, используют M2M для обеспечения соблюдения плана платежей, но удаленно отключают солнечные устройства своих клиентов за неуплату. «Наш кредитный специалист - это та SIM-карта в устройстве, которая может отключать его удаленно», - говорит Чад Ларсон, финансовый директор M-Kopa и ее третий соучредитель, описывая технологию.

Третье приложение - использование беспроводных сетей для обновления цифровых рекламных щитов. Это позволяет рекламодателям отображать различные сообщения в зависимости от времени суток или дня недели, а также позволяет быстро вносить глобальные изменения в сообщения, такие как изменение цен на бензин.

Рынок промышленных машин в машины быстро трансформируется, поскольку предприятия все больше осознают ценность подключения географически разнесенных людей, устройств, датчиков и машин к корпоративным сетям. Сегодня в таких отраслях, как нефть и газ, точное сельское хозяйство, военная промышленность, правительство, умные города / муниципалитеты, производство и коммунальные услуги, среди прочего, используются технологии «машина-машина» для множества приложений. Многие компании сделали возможным использование сложных и эффективных сетевых технологий для обеспечения таких возможностей, как высокоскоростная передача данных, мобильные ячеистые сети и транзитные сети сотовой связи 3G / 4G.

Телематика и автомобильные развлечения - это область, в которой разработчики машин и машин уделяют особое внимание. Недавние примеры включают Ford Motor Company, которая объединилась с ATamp;T для беспроводного подключения Ford Focus Electric с помощью встроенного беспроводного соединения и специального приложения, которое включает в себя возможность для владельца отслеживать и контролировать настройки заряда автомобиля, планировать поездки с одной или несколькими остановками, Найдите зарядные станции, прогрейте или охладите автомобиль. В 2011 году Audi объединилась с T-Mobile и RACO Wireless, чтобы предложить Audi Connect. Audi Connect позволяет пользователям получать доступ к новостям, погоде и ценам на топливо, превращая автомобиль в безопасную мобильную точку доступа Wi-Fi, предоставляя пассажирам доступ к Интернету.

Сети в прогнозе и управлении здоровьем

Беспроводные сети между машинами могут служить для улучшения производства и эффективности машин, для повышения надежности и безопасности сложных систем, а также для содействия управлению жизненным циклом ключевых активов и продуктов. Применяя методы прогнозирования и управления работоспособностью (PHM) в машинных сетях, можно достичь или улучшить следующие цели:

  • Практически нулевое время простоя машин и системы;
  • Управление работоспособностью парка подобных машин.

Применение интеллектуальных инструментов анализа и информационной платформы Device-to-Business (D2B) TM формирует основу сети машин для электронного обслуживания, которая может привести к практически нулевому простою машин и систем. Сеть машин для электронного обслуживания обеспечивает интеграцию между производственной системой и системой электронного бизнеса и, таким образом, позволяет принимать решения в режиме реального времени с точки зрения почти нулевого времени простоя, снижения неопределенностей и повышения производительности системы. Кроме того, с помощью сильно взаимосвязанных машинных сетей и передовых интеллектуальных инструментов анализа в настоящее время стало возможным несколько новых типов технического обслуживания. Например, дистанционное обслуживание без отправки инженеров на место, онлайн-обслуживание без выключения работающих машин или систем, а также профилактическое обслуживание до того, как отказ машины станет катастрофическим. Все эти преимущества сети машин для электронного технического обслуживания в совокупности значительно повышают эффективность и прозрачность технического обслуживания.

Как описано в разделе «Структура компьютерной сети электронного обслуживания» состоит из датчиков, системы сбора данных, сети связи, аналитических агентов, базы знаний для поддержки принятия решений, интерфейса синхронизации информации и системы электронного бизнеса для принятия решений. Первоначально датчики, контроллеры и операторы со сбором данных используются для сбора необработанных данных с оборудования и автоматической отправки их на уровень преобразования данных через Интернет или интранет. Уровень преобразования данных затем использует инструменты обработки сигналов и методы извлечения признаков для преобразования необработанных данных в полезную информацию. Эта преобразованная информация часто содержит обширную информацию о надежности и доступности машин или систем и более удобна для интеллектуальных инструментов анализа для выполнения последующих процессов. Модуль синхронизации и интеллектуальные инструменты составляют основную вычислительную мощность сети машин электронного обслуживания и обеспечивают оптимизацию, прогнозирование, кластеризацию, классификацию, сравнительный анализ и т. Д. Результаты этого модуля затем могут быть синхронизированы и переданы в систему электронного бизнеса для принятия решений. В реальном приложении модуль синхронизации будет обеспечивать связь с другими отделами на уровне принятия решений, такими как планирование ресурсов предприятия (ERP), управление взаимоотношениями с клиентами (CRM) и управление цепочками поставок (SCM).

Еще одно применение межмашинной сети - это управление работоспособностью парка аналогичных машин с использованием подхода кластеризации. Этот метод был введен для решения проблемы разработки моделей обнаружения неисправностей для приложений с нестационарными режимами работы или с неполными данными. Общая методология состоит из двух этапов: 1) кластеризация парка для группировки похожих машин для сравнения звука; 2) Обнаружение сбоев в локальном кластере для оценки сходства отдельных машин с особенностями парка. Целью кластеризации автопарков является объединение рабочих единиц с аналогичными конфигурациями или условиями работы в группу для надежного сравнения и последующего создания локальных моделей обнаружения неисправностей, когда глобальные модели не могут быть установлены. В рамках методологии однорангового сравнения межмашинная сеть имеет решающее значение для обеспечения мгновенного обмена информацией между различными рабочими единицами и, таким образом, составляет основу технологии управления работоспособностью на уровне автопарка.

Управление работоспособностью на уровне парка с использованием подхода кластеризации было запатентовано для его применения в мониторинге работоспособности ветряных турбин после проверки в парке ветряных турбин, состоящем из трех распределенных ветряных электростанций. В отличие от других промышленных устройств с фиксированным или статическим режимами, рабочее состояние ветряной турбины в значительной степени зависит от скорости ветра и других факторов окружающей среды. Несмотря на то, что в этом сценарии может быть применена методология множественного моделирования, количество ветряных турбин в ветряной электростанции практически бесконечно и может не представлять себя в качестве практического решения. Вместо этого, используя данные, генерируемые другими аналогичными турбинами в сети, эта проблема может быть надлежащим образом решена и могут быть эффективно построены локальные модели обнаружения неисправностей. Представленные в отчете результаты управления состоянием парка ветряных турбин продемонстрировали эффективность применения кластерной методологии обнаружения неисправностей в сетях ветряных турбин.

Обнаружение неисправностей для орды промышленных роботов сталкивается с такими же трудностями, как отсутствие моделей обнаружения неисправностей и динамических рабочих условий. Промышленные роботы имеют решающее значение в автомобилестроении и выполняют различные задачи, такие как сварка, погрузочно-разгрузочные работы, покраска и т. Д. В этом сценарии роботизированное обслуживание становится критически важным для обеспечения непрерывного производства и предотвращения простоев. Исторически сложилось так, что модели обнаружения неисправностей для всех промышленных роботов обучаются одинаково. Критические параметры модели, такие как обучающие образцы, компоненты и пределы срабатывания сигнализации, устанавливаются одинаковыми для всех модулей независимо от их различных функций. Несмотря на то, что эти идентичные модели обнаружения неисправностей могут иногда эффективно определять неисправности, многочисленные ложные срабатывания тревожной сигнализации не позволяют пользователям доверять надежности системы. Однако внутри машинной сети промышленные роботы со схожими задачами или рабочими режимами могут быть сгруппированы вместе; Затем аномальным блокам в кластере может быть назначен приоритет для обслуживания посредством обучения на основе или мгновенного сравнения. Эта методология однорангового сравнения внутри машинной сети может значительно повысить точность обнаружения неисправностей.

Открытые инициативы

  • Рабочая группа Eclipse от машины к машинной индустрии (открытые протоколы обмена данными, инструменты и фреймворки), объединяющая различные проекты, включая Koneki, Eclipse SCADA
  • Оперативная группа МСЭ-Т M2M (глобальная инициатива по стандартизации для общего уровня услуг M2M)
  • 3GPP изучает аспекты безопасности для оборудования машина-машина (M2M), в частности автоматическую активацию SIM-карты, включая удаленную инициализацию и изменение подписки.
  • Невесомая - стандартная группа, ориентированная на использование телевизионного "белого пространства" для M2M.
  • Протокол XMPP (Jabber)
  • OASIS MQTT - группа стандартов, работающая над легким протоколом передачи надежных сообщений публикации / подписки, подходящим для связи в контекстах M2M / IoT.
  • Протокол Open Mobile Alliance (OMA_LWM2M)
  • RPMA (Ingenu)
  • Консорциум промышленного Интернета

Смотрите также

использованная литература

дальнейшее чтение

Последняя правка сделана 2023-12-31 11:58:24
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте