Efento – vezeték nélküli NB-IoT érzékelőkön alapuló fizikai értékek felügyelete

Az innováció rövid leírása

Az Efento modern megoldást fejlesztett ki a vezeték nélküli NB-IoT érzékelők és a Cloud platformon alapuló fizikai értékek felügyeletére. Az Efento 12 európai vállalat egyikének választotta ki az NB-IoT alapú megoldások fejlesztésére a T-Mobile és a Deutsche Telekom együttműködésében.
Az Efento érzékelők a világ első NB-IoT érzékelői közé tartoznak. Összehasonlítva más vezeték nélküli megoldásokkal, az Efento érzékelők hosszabb idejű akkumulátorkapacitást (legfeljebb 5 évig), jó jelátvitelt biztosítanak, mivel a távközlési szolgáltatók a kommunikációs infrastruktúrát és a konfiguráció és a telepítés kényelmét kínálják.
Az Efento termékeit leginkább a gyógyszeripar, az egészségügyi ellátás (kórházak, klinikák) és az élelmiszer-feldolgozó ipar használja. Az Efento az NB-IoT szenzorok portfóliójának bővítését több tucat típusú érzékelővel kívánjuk fejleszteni, ideértve a mozgást, a fényt, a vibrációt, a CO-t és az árvizet.

Az NB-IoT érzékelők közvetlenül kommunikálnak az Efento-val, amely felelős az adatok tárolásáért, elemzéséért és figyelmeztetésekért.

 

 

Az innováció leírása

 

Probléma

2016-ban a rossz tárolási vagy szállítási feltételek miatt ártalmatlanított termékek (főként gyógyszerek és élelmiszerek) értéke 80 milliárd dollár volt. Megállapítottuk, hogy érdemes megoldani ezt a problémát és a piacon elérhető környezeti megfigyelési megoldások elemzése után arra a következtetésre jutottunk, hogy legtöbbjük bonyolult a használatukhoz és telepítésük informatikai vagy ipari automatizálási szakértelmet igényel. Olyan megoldásokat kívántunk előkészíteni, amelyek a professzionális piacra való törekvés ellenére gyors telepítést és kényelmes működést tesznek lehetővé. Ezen túlmenően számos olyan termék, amely érzékeny a hőmérséklet és a páratartalom változására, mint például a gyógyszerek, vakcinák és élelmiszerek, hőmérséklet-szabályozásra van szüksége tárolás és elosztás során. A gyártóknak meg kell felelniük a termék tárolási és elosztási követelményeinek, a GMP és a GDP követelményeinek megfelelően, biztosítva biztonságát a teljes ellátási láncban (hideg lánc).

Célunk volt egy olyan hőmérséklet-figyelő platform kifejlesztése, amely lehetővé teszi az épületek és a mozgó eszközök nyomon követését, és ami a legmegfelelőbb a felhasználó számára. Végül úgy döntöttünk, hogy kiterjesztjük a határt a hőmérsékletről más fizikai értékekre is. Az Efento Nb-IoT érzékelők mérik és elküldik a felhőplatform különböző fizikai értékeit, beleértve a hőmérsékletet, a páratartalmat, a nyomáskülönbséget, a VOC-t, és a gyorsítását.

 

Az alkalmazás és az ügyfelek előnyei

Az NB-IoT használata a fizikai értékek felügyeleti rendszerében kb. 30-40% -kal csökkenti a rendszer megvalósításának és használatának költségeit a népszerű érzékelők megoldásához képest.

Ennek a kommunikációs technikának az a legfontosabb előnye, hogy a felhasználónak nem kell olyan infrastruktúrát felépítenie, amely ahhoz szükséges, hogy az érzékelők adatokat továbbítsanak a Cloud-érzékelőknek a hálózat üzemeltetője (a távközlési szolgáltatók) által biztosított kapcsolathoz. Ennek eredményeképpen az érzékelők telepítése és karbantartása sokkal egyszerűbb és olcsóbb. Egy másik előny, hogy az Efento NB-IoT érzékelőket úgy optimalizálták, hogy hatékonyan működjenek az elemekkel (akár 5 évig karbantartást nem igényel – a konfigurációtól függően). Az NB-IoT-t úgy tervezték, hogy jól behatoljon a falakba, és nehezen elérhető helyeken (pl. mennyezetek) biztosítson kapcsolatot, ezáltal a felhasználók fizikailag alapvetően bárhol megfigyelhetik a fizikai értékeket.

Az adatgyűjtés, elemzés és továbbítás felhőalapú platform segítségével a szervezetek rugalmasabb modelleket – pl. a vállalat QA részlege nyomon tudja követni a hőmérsékletet a világ bármely részén található raktárakban, vagy egy személy megfigyelheti az erdőtüzet az egész régióban vagy egy országban. Továbbá, a felhőplatform nem igényel IT szakértelmet az ügyfelek oldalán a telepítéshez és karbantartáshoz.

Egy másik fontos dolog az ügyfél számára a megbízhatóság – az NB-IoT az egyetlen LPWAN, amely az infrastruktúra-üzemeltető által garantált SLA-val rendelkezik. Az Efento Cloud platform 12 szerveren fut, amely biztosítja a teljes redundanciát.



NBIoT kommunikáció

 

Az ügyfelek szempontjából az Efento NB-IoT érzékelő telepítése és konfigurálása gyors és egyszerű – minden ügyfélnek regisztrálnia kell az érzékelő sorszámát a felhőplatformban. Az érzékelőket távolról (felhőplatformon keresztül) vagy helyi módon konfigurálhatják, okostelefont használva az Efento Logger mobilalkalmazással.

Tervezzük, hogy egy egész megoldást kínálunk, mintegy szolgáltatást – a vevő részére egy bizonyos időtartamra (pl. egy évre) és ezen időszak után az összes komponenst (érzékelő, kalibrálási tanúsítvány, platform és csatlakozás) tartalmazó felügyeleti szolgáltatást megvásárolja, megújítja az előfizetést, kap egy új érzékelőt kalibrációs tanúsítvánnyal. Ez lehetővé teszi az ügyfelek számára, hogy az alapvető üzleti tevékenységükre összpontosítsanak és a műszakiak gondozása nélkül kapják meg a felhő szolgáltatás méréseit/figyelmeztetéseit.

 

Új alkalmazások fejlesztése

Mindkét érzékelő hardver és a felhő platform úgy lett megtervezve, hogy egyszerűen bővüljön az új fizikai érték érzékelőkkel

Az NB-IoT és a Cloud kiszámítható ötvözésével új lehetőségek nyílnak meg a távoli helyszínek megfigyelésére – például könnyű nyomon követni az erdőtüzeket, a magas hegyek hőmérsékletét, a tavak és folyók vízszintjét vagy a monitorokat, ha az útjelző táblák és a nagyfeszültségű oszlopok meghibásodnak. Az Efento NB-IoT szenzorok beépített memóriával vannak ellátva és az eszközök követésére/ vagy a szarvasmarhák megfigyelésére is használhatók.

 

Efento érzékelők

Az Efento érzékelőkbe beépítésre került a Bluetooth LE és NB-IoT. Ez a két kommunikációs interfész lehetővé teszi az érzékelők számára, hogy közvetlen kapcsolatot tartsanak az okostelefonokkal a BLE interfészen keresztül és az adatokat továbbítsák a távoli felhőplatformra / szerverekre NB-IoT interfészen keresztül. Az érzékelők két AA, 3,6 V-os elemmel működnek, amelyek a konfigurációtól függően akár öt évig is működhetnek. A készülékekbe memóriát is építettek, amelyben akár 30 000 mérést is tárolhatnak. A mérési periódus 1 perc és 10 nap között konfigurálható. Az Efento érzékelők különböző fizikai értékeket mérhetnek, beleértve a hőmérsékletet, a páratartalmat, a nyomáskülönbséget, a VOC-t, a gyorsítást. Jelenleg több fizikai érték hozzáadásával dolgozunk, beleértve a mozgást, a fényt, a vibrációt, a CO-t és az árvizet.

Érzékelők legfontosabb jellemzői

  • Két vezeték nélküli interfész – Mivel az Efento érzékelők két interfésszel rendelkeznek, képesek kommunikálni az intelligens telefonokkal és gatewaye-kkel a BLE (akár 400m LoS), valamint a felhőalapú platformokkal/szerverekkel NB-IoT használatával. Két interfész biztosítja a felhasználó rugalmasságát és lehetőségét arra, hogy az Efento érzékelőket a lehető legjobban illő módon használja
  • Optimalizált kommunikációs időközök – a felhasználó felső és alsó küszöböt állíthat be. Ha a küszöbértéket túllépték az érzékelő azonnal továbbít adatokat az NB-IoT felé a felhő platformra/szerverre. Ellenkező esetben az érzékelő időnként (például hat óránként) elküldi az adatokat az akkumulátor mentése érdekében.
  • Optimalizált üzenetméret – az adatok továbbítása NB-IoT érzékelőkön keresztül optimalizált, protobuf alapú protokollt használ. Ez lehetővé teszi, hogy a csomag mérete kisebb legyen és optimalizálja az akkumulátor élettartamát és az adatok használatát.
  • Titkosítás – A BLE interfészen keresztüli kommunikáció az AES128-mal titkosítva, az NB-IoT protokollon keresztüli kommunikáció a DTLS-tel titkosítva a telekommunikációs titkosításán felül.
  • Vezeték nélküli konfiguráció – az érzékelőket a BLE interfészen keresztül távolról, az Efento Cloud platformon keresztül konfigurálhatják, vagy megrendeléskor már előre konfigurálhatók – ebben az esetben a felhasználó akkor helyezi el az érzékelőt, csak ahol szüksége van az adatokra a felhő közvetlenül feloldása után. Nincs szükség arra, hogy az érzékelőt csatlakoztassa egy számítógéphez, hogy konfigurálhassa.
  • Biztonság – ha egy eszköz érzékeli a konfiguráció/beállítások megváltoztatásának különös próbálkozásait, akkor blokkolja a konfigurációhoz való hozzáférést. A konfigurációhoz való hozzáférés feloldása megköveteli a tulajdonos tevékenységét is.
  • Az éteren keresztüli szoftverfrissítések – az érzékelő rendszeresen ellenőrzi, hogy van-e új firmware-verzió a kiszolgálón és automatikusan frissítheti azt a számítógéphez való csatlakozás nélkül.
  • Beépített kalibrálási tanúsítvány – az érzékelő megőrzi a kalibrálás dátumát a memóriájában. Amikor a kalibrálást újra el kell végezni, a felhasználó automatikusan értesítést kap róla.
  • Beépített memória – az érzékelő memóriájában 30 000 mérést tárol. Az adatokat egy intelligens telefon kiolvashatja az Efento alkalmazással. Továbbá, ha az NB-IoT kommunikációval kapcsolatos problémák vannak, az érzékelő automatikusan továbbítja a hiányzó adatokat, közvetlenül a kommunikáció újbóli létrehozása után.
  • Ready for the World – Az Efento érzékelők két NB-IoT sávot támogatnak, amelyek készen állnak arra, hogy világszerte dolgozhassanak. A BLE kommunikáció megfelel a szabványoknak és az érzékelők bármely BLE eszközzel kommunikálhatnak.

 

Efento Cloud

Az Efento Cloud egy felhőalapú platform, amelyet az Amazon Web Services adatközpontjaiban tárolnak. A platform 12 kiszolgálón található, ami teljes redundanciát biztosít. A platform számos mikroszolgáltatóból épül fel és minden blokk felelős a különböző funkciókért. Az Efento Cloud-ot nagy mennyiségű adat kezelésére tervezték, amelyet a NoSQL adatbázisban tárolnak. A platformot folyamatosan figyelemmel kísérik és bármilyen rendellenesség esetén a rendszergazdák értesítést kapnak.

 

Efento Cloud tervezési és műszaki információk

  • Redundancia – minden mikroszolgáltató egy külön gépen vagy néhány gépen fut. A szerver meghibásodása esetén más gépek veszik át a feladatukat. Például, a Cassandra adatbázis, ahol az érzékelők mérései megmaradnak, három esetben fut. Annak érdekében, hogy a felhasználók hozzáférjenek az adatokhoz, három esetben háromnak kell megfelelnie.
  • A Big Data számára tervezték – a platformot a Big Data segítségével fejlesztették ki. Az egész architektúra arra szolgál, hogy nagy mennyiségű mérést fogadjon, elemezzen és haladjon át az érzékelőkből.
  • Adatelemzés – platformelemzés minden bejövő mérésről és az elemzésen alapuló felhasználói döntéshozatali folyamat támogatása.
  • Méretezhetőség – a platform egyszerűen méretezhető, attól függően, hogy milyen számú érzékelő van, amely az adatokat küldi. Könnyen kezelhetjük a gyors adatnövekedést egy jól működő terheléskiegyenlítővel és architektúrával, amely lehetővé teszi az új példányok gyors beillesztését vagy a futó kódot a gyorsabb gépeken.
  • Nyomon követés – a megfigyeléshez külön gép van elkülönítve. A felügyeleti szoftver ellenőrzi más esetek állapotát (pl. A CPU használatát, a RAM használatát) és ha magas, akkor automatikusan tájékoztatja a rendszergazdákat. Továbbá olyan szkriptek is futhatnak, amelyek potenciálisan veszélyes helyzeteket kezelhetnek (pl. hiba)

 

Összehasonlítás a meglévő megoldásokkal

Az NB-IoT olyan technológia, amelyet kis adatcsomagok küldésére terveztek mobilhálózaton keresztül és hosszú akkumulátor üzemelést biztosít. Előnye az LPWAN-nak, hogy a hálózati infrastruktúrát egy telekommunikációs rendszer épít fel és tart fenn, ami garantálja a szolgáltatási szintet (SLA szerint).
Az érzékelőkön és a felhőplatformon alapuló megoldásunk egyike a világ első fizikai érték monitorozó megoldásának, amely NB-IoT-t használ. Véleményünk szerint az NB-IoT lesz a legolcsóbb kommunikációs megoldás, köszönhetően a nagyméretű és a több millió eszköznek, amelyek kommunikálni fognak.
Az érzékelők két vezeték nélküli interfésszel vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy akár okostelefonokkal vagy felhőalapú platformokkal is használhassák őket. A felhasználó a használattól függően kiválaszthatja a munkamódot.
A felhőalapú platformok a monitorozás jövőjét jelentik – sokkal kényelmesebb a felhasználók számára, hogy csak a szoftvert használja és nem kell konfigurálni, karbantartja és frissíti mind a gépeket, mind a szoftvereket. Számos, a helyi kiszolgálókon alapuló felügyeleti megoldás létezik és a meglévő felhőplatformok egy része olyan módon fejlődik ki, hogy ne legyen skálázható. Hisszük, hogy az Efento Cloud az egyik olyan érzékelő platform, amely a felhasználók számára a legtöbb funkciót kínálja.

 

Az innováció fontossága

Megoldásunk fontossága az, hogy ötvözi a legmodernebb technológiai újításokat és modern monitoring megoldást hoz létre.
A megoldás az egyik a világ első fizikai érték monitorozó megoldása, amely NB-IoT-t használ. Az NB-IoT olyan technológia, amelyet kis adatcsomagok küldésére terveztek mobilhálózaton keresztül és hosszú akkumulátor üzemelést biztosít. Előnye az LPWAN-nak, hogy a hálózati infrastruktúrát egy telekommunikációs rendszer építi fel és tartja fenn, ami garantálja a szolgáltatási szintet (SLA szerint).
Másik előnye, mint más GSM alapú technológiáknál (2G, 3G, LTE) az akkumulátor élettartamát jelenti – a készülék akár tíz évig is működhet egyetlen elemmel, ami száz érzékelő telepítését és karbantartását gyorssá és egyszerűvé tesz. Véleményünk szerint az NB-IoT lesz a legolcsóbb kommunikációs megoldás is, köszönhetően a nagy méretű és a kommunikációs eszközöket használó eszközöknek.
Ráadásul számunkra, fiatal vállalatként fontos, hogy a világ tizenkét olyan vállalatává válhassunk, amelyet a Deutsche Telekom választott ki az NB-IoT alapú megoldások kifejlesztésére.

Az érzékelők által összegyűjtött összes adat tárolása, elemzése és feldolgozása a Cloud platformon ez a megközelítés megkönnyíti az ügyfelek számára az informatikai rendszer használatát a jelenlegi állapot fenntartását, frissítését felügyelet nélkül – az összes fentit mérnökeink és a rendszergazdák végzik.

Az Efento NB-IoT érzékelőket a Deutsche Telekom központjában tesztelték: a vizsgált Nb-IoT hálózat BTS-vel. Jelenleg kereskedelmi teszteket indítunk az ügyfelekkel, hogy visszajelzéseket kapjanak arról, hogyan működnek az eszközök valós esetekben. Úgy gondoljuk, hogy a készülékeknek 2018 végéig a kereskedelemben rendelkezésre kell állniuk, attól függően, hogy a hálózati forgalom, a rendelkezésre álló NB-IoT modulok és a CE tanúsításhoz szükséges tesztek rendelkezésre állnak-e.

 

Az innováció a piacon van-e?
Jelenleg kísérleti programot indítottunk néhány ügyféllel. A termék elindításának ideje egyes országokban az NB-IoT infrastruktúrával kapcsolatos készségektől függ. Például Hollandia már le van fedve NB-IoT-vel és néhány más országban (azaz Görögországban, Németországban, Lengyelországban) megkezdődik a hálózat kiépítése.

 

NB-IoT Hőmérséklet érzékelő
Tekintse meg az EFENTO érzékelőket eddig hol tesztelték!

 

 

Kraje, w których przetestowano rejestratory Efento nb-iot

Azon országok, ahol az Efento NB-IoT érzékelőket tesztelték