opas IoT edge-laitteen käyttöjärjestelmän valitsemiseen

esineiden internetin (IoT) avulla yritykset voivat kerätä reaaliaikaista dataa, analysoida trendejä, luoda oivalluksia, seurata resursseja ja reagoida nopeasti ongelmiin. Useimpien IoT-ratkaisujen ytimessä on laite, joka voi rekisteröityä ja muodostaa yhteyden pilveen datan lähettämiseksi ja vastaanottamiseksi. Osa näistä voi olla edge-laitteita, jotka suorittavat jonkin verran tietojenkäsittelyä itse laitteessa tai kenttäkäytävässä.

tämän kaiken tekee mahdolliseksi käyttöjärjestelmä—silti se ei ole yhden koon lähestymistapa. Laitteen rakentajien, jotka haluavat valita oikean käyttöjärjestelmän IoT edge-laitteelleen, on varmistettava, että se tukee tarvittavia laitteita, sovelluksia ja liitettävyysvaatimuksia. Windows for IoT: stä Azure RTOS: iin ja Azure Sphereen, Azure IoT-teknologiaportfolion eri Oseilla on erityisominaisuuksia ja etuja, jotka saattavat vedota tarpeisiisi. Alla on neljä osa-aluetta ja avainkysymyksiä, jotka jokaisen laitteen rakentajan tulisi ottaa huomioon IOT edge-laitteidensa käyttöjärjestelmää valitessaan.

älykkään reunan IoT-laitteiden tarve

perinteinen IoT-sovelluskuvio on ollut se, että laitteet luovat dataa paikallisesti ja lähettävät sen sitten pilveen, jossa sitä käsitellään korkean arvon tekoälyllä (AI) tai koneoppimisella (ML) liiketoimintaymmärrysten tuottamiseksi. Näitä liiketoiminnan oivalluksia käytetään sitten usein käynnistämään toimintoja, jotka lähetetään takaisin alas laitteisiin. Kuten voitte kuvitella, tällä perinteisellä mallilla on rajoituksensa.: reaaliaikaisten vastausten viivästyminen, satunnaiset internet-yhteydet, jotka estävät tiedonsiirron, ja tietojen vakavuus, joka tekee tietokokonaisuuksien siirtämisestä analyyttisiin tarkoituksiin vaikeaa ja kallista.

intelligent edge-laitteiden käyttö auttaa ratkaisemaan nämä ongelmat siirtämällä Insightin louhinnan ja toiminnan itse paikalliseen laitteeseen. Siirtämällä tiettyjä työkuormia verkon reunalle laitteet pystyvät käyttämään vähemmän aikaa pilvipalveluun viestimiseen, reagoimaan nopeammin paikallisiin muutoksiin ja toimimaan luotettavasti myös pidennetyissä offline-jaksoissa. Intelligent Edgen lisäetuja ovat Protokollan kääntäminen, tietojen normalisointi ja lisääntynyt tietosuoja poistamalla PII tiloissa.

4 kysymystä IoT-käyttöjärjestelmän valitsemiseksi

riippuen IoT edge-laitteen kehitystarpeesta tai rajoituksista, päätöksentekoa ohjaavat useat seikat. Yksi ensimmäisistä alueista, joilla laite rakentajat usein aloittaa, on niiden taso perehtyneisyys Alustan. Jos sinulla on kokemusta siitä, mahdollisuudet ovat se saattaa olla ensimmäinen vaihtoehto harkitset. Suosittelemme kuitenkin myös, että esität nämä neljä kysymystä ennen lopullisen päätöksen tekemistä.

1) Millaista luotettavuutta ja pitkäaikaista tukea tarvitaan?

tämän kysymyksen perusta perustuu siihen, millaisesta edge-laitteesta on kyse. Älypuhelimista ja kulutustavaroista lääkinnällisiin laitteisiin tai automaatteihin jokaisella on oma elinkaarensa. Myynnin näkökulmasta tämä riippuu kuluttajan ostokäyttäytymisestä-eli tekijöistä, jotka vaikuttavat siihen, miten organisaatio tai yksilö ostaa tuotteen, mukaan lukien hinta, kestävyys ja tuotteen ominaisuudet. Kehitysnäkökulmasta laitteen elinkaareen vaikuttaa se, kuinka kauan sen ohjelmistoa, kuten käyttöjärjestelmää, tuetaan.

halvoilla hintapisteillä varustetuilla laitteilla on yleensä lyhyempi elinkaari, joten niiden ei ehkä tarvitse tukea ominaisuuspäivityksiä tai ohjelmistopäivityksiä vuosien varrella, jos kuluttajat ostavat usein uusia versioita. Muut laitteet saattavat olla tehtäväkriittisiä järjestelmiä ja niiden odotetaan kestävän vuosia. Tässä tapauksessa, etsivät käyttöjärjestelmä, joka tarjoaa pitkäaikaista tukea on välttämätöntä, koska se voi auttaa laitteen pysyä suojattu ja ajan tasalla vuosien ajan. Tärkeimpiä huomioon otettavia tekijöitä luotettavuuden ja pitkäaikaisen tuen suhteen ovat:

• onko se kiinteäkäyttöinen laite? Tämä skenaario yleensä edellyttää, että ohjelmisto liitetään laitteeseen ja lisensoidaan käyttäjälle täydellisenä tuotteena sekä että OEM tarjoaa asiakastukea täydelliselle tuotteelle, mukaan lukien käyttöjärjestelmän suorittamat toiminnot.
• onko laite erikoistunut järjestelmä (esim. myyntipistejärjestelmät, pankkiautomaatit)? Erikoistuneet järjestelmät suorittavat tyypillisesti yhden tärkeän tehtävän eivätkä vaadi ominaisuuspäivityksiä yhtä usein kuin muut laitteet, mutta se tarkoittaa, että ne vaativat usein pidemmän huoltovaihtoehdon ja ne on pidettävä mahdollisimman vakaina ja turvallisina. Siksi on tärkeää tarkastella käyttöjärjestelmän kanssa tarjottua huoltomallia.
• edellyttääkö laitteen sovellus, että käyttöjärjestelmä täyttää tietyt sertifikaatit tai standardit (esim. iso 62304 lääkinnällisille laitteille)? Tämä saa hieman vivahteikkaampi perustuu tiettyyn toimialaan, johon laitetta käytetään. Mutta korkealla tasolla se tarkoittaa käyttöjärjestelmän vaihtoehtojen arvioimista toimialakohtaisten standardien tai vaatimusten mukaisesti.
• vaatiiko laite rikkaan käyttöliittymän (UI)? IoT-ratkaisujen monimutkaistuessa monet vaativat käyttöjärjestelmää, jossa on kattava käyttöliittymä . Tämä voi olla tärkeää myös laitteissa, joissa asiakkaat ovat säännöllisesti vuorovaikutuksessa käyttöliittymän kanssa, kuten kaasupumppu tai lippukioski, ja voivat hyötyä käyttöliittymästä, joka on intuitiivinen ja helppokäyttöinen.

tietäen, että laitevalmistajat etsivät KÄYTTÖJÄRJESTELMÄOMINAISUUKSIA, jotka auttavat heidän laitteitaan pysymään vakaina ja tuettuina pitkällä aikavälillä, Microsoft tarjoaa useita versioita laitteiden rakentamiseksi Windows for IoT—alustalle-kaikkia näitä tukee 10 vuoden pitkäaikainen tuki ja ne on suunniteltu helposti integroitaviksi muihin Azure-palveluihin ja-alustoihin.

Windows 10 IoT Enterprise vs. Windows 10 IoT Core vs. Windows Server IoT 2019

Windows 10 IoT Core on ihanteellinen laitteisiin, jotka vaativat pienen jalanjäljen, kun taas Windows Server IoT 2019 soveltuu paremmin vaativiin edge computing työkuormiin. Sitten on Windows 10 IoT Enterprise, joka on erikoisominaisuuksia luoda kiinteän toiminnon laitteiden lukittu alas tietyn joukon sovelluksia ja oheislaitteita.

Windows 10 IoT Enterprisella on vaihtoehtoja sekä lyhyen että pitkän aikavälin tuelle. Ltsc (long-term servicing channel) on suunniteltu erityisesti erikoistuneisiin laitteisiin, kuten IoT-koneisiin. Tämä pitkäaikainen tukivaihtoehto tarjoaa säännöllisiä päivityksiä kerran 2-3 vuodessa vuosikymmenen aikana, jolloin kiinteäkäyttöiset ja erikoistuneet laitteet pysyvät toiminnassa pidempään.

2) Mitkä ovat suorituskykyvaatimuksesi?

toinen näkökohta on IoT-ratkaisun tarpeiden sovittaminen käyttöjärjestelmän todellisiin ominaisuuksiin, erityisesti kun kyse on laskenta-tai prosessointitehosta ja reaaliaikaisesta suorituskyvystä. Pohdittavia kysymyksiä ovat:

• mitkä ovat ennustettavissa tai taattu latenssi vaatimukset? Muista, että mitä pienempi latenssi tarvitset, sitä enemmän virrankulutusta sinun on otettava huomioon (ja päinvastoin).
• mitä laskentatehoa tarvitaan laitetehtävien suorittamiseen? Tekijä, mitä tarvitaan tukemaan käyttöjärjestelmän lisäksi myös ajonaikaisia sovelluksia.
• kuinka paljon muistia tarvitaan? Huomaa, että muistin koko voi olla tärkeä ratkaiseva tekijä valittaessa käyttöjärjestelmän tai RTOS.

kun käyt läpi tämän harjoituksen, se, miten priorisoit edellä mainitut ominaisuudet, vaikuttaa varmasti niihin ominaisuuksiin, joita etsit käyttöjärjestelmästä. Esimerkiksi millisekuntivastauksia priorisoiva laite, kuten lukkiutumaton jarrujärjestelmä, saattaa käyttää eri käyttöjärjestelmää kuin mitä lippukioskista löytyy. Esimerkkejä laitteista, jotka hyötyvät käyttöjärjestelmästä nopeammilla käsittelynopeuksilla, ovat kuntojäljittimet, älypuhelimet ja teollisuusautomaatit.

reaaliaikaisen käyttöjärjestelmän edut IoT edge-laitteille

Azure RTOS (Real Time Operating System) on sulautettu kehityspaketti, joka sisältää pienen mutta tehokkaan käyttöjärjestelmän luotettavaan, erittäin nopeaan suorituskykyyn resurssirajoitteisissa laitteissa. Kehitetty nopeus mielessä, se tukee suosituimpia 32-bittisiä mikrokontrollereita ja sulautettuja kehitystyökaluja.

edge-laitteissa, joissa harkitset RTOS: ää, on tärkeää muistaa, että sen päätarkoitus on jakaa käsittelyaika erilaisten sulautettujen ohjelmistojen tehtävien kesken, jakamalla ohjelmistot osiin, joita usein kutsutaan ”säikeiksi.”Kierteiden välinen vaihto tapahtuu niin nopeasti, että se on lähes näkymätön käyttäjille, mikä mahdollistaa lähes samanaikaiset vasteajat.

tämä käyttöjärjestelmä on myös yhteensopiva monien suurten silicon partnereiden sirujen kanssa, mikä voi helpottaa toteutusta jo olemassa olevissa IoT-ratkaisuissa. Lisäksi sen pieni muistijalanjälki-vähintään vain 2 KB-tarkoittaa, että se voi toimia hyvin pienissä laitteissa, joissa on rajallinen tallennustila. Azure RTOS on yhteensopiva myös muiden Azuren alustojen ja laitteiden kanssa, mukaan lukien Azure Sphere. Nämä kaksi ovat ihanteellisia yhdessä niille, jotka tarvitsevat reaaliaikainen käsittely valmiuksia.

Welch Allyn Protocol Inc. lääkinnällisiin laitteisiin erikoistunut yritys käytti Azure RTOS Threadxin käsittelynopeutta ja rajoitettua muistijalanjälkeä puettavassa langattomassa näytössään. Siirtyminen tähän käyttöjärjestelmään helpotti Welch Allynin tiimin keskittymistä sovelluksen toteuttamiseen sen sijaan, että heidän olisi tarvinnut käyttää aikaa kolmannen osapuolen järjestelmän virheenkorjaukseen.

3) tuoko tämä käyttöjärjestelmä turvaa laitteeseen?

epäilemättä on välttämätöntä, että jokainen laite rakentaa tekijä turvallisuus sen suunnitteluun. Tämä ulottuu myös käyttöjärjestelmään, jonka haluat käyttää sitä. Yksi vaarantunut IoT-laite voi johtaa muun muassa varastettuun dataan tai häiritä prosesseja. Etsittävien turvaominaisuuksien taso saattaa myös vaihdella käsiteltävien tietojen herkkyydestä ja toimialasta tai sovelluksesta riippuen, jossa älykästä edge-laitetta käytetään. Huomioon otettavia näkökohtia ovat:

• tarjoaako se monikerroksisen ohjelmistopuolustuksen ja uusiutuvan turvallisuuden?
• onko sinulla suojattuja yhteyksiä salauksella ja varmennepohjaisella todennuksella?
• tukeeko se dynaamista lokerointia?

Windows for IoT Editionsin tietoturvaominaisuuksien osalta Windows 10 IoT Core on perustettu tarjoamaan yritystason tukea resurssirajoitteisille IoT-laitteille, koska laitteistolla on keinot tukea sitä. Samaan aikaan Windows Server IoT 2019 on varustettu kerroksilla silicon-to-cloud-tietoturvaa. Samoin Windows 10 IoT Enterprise sisältää perus-ja kehittyneitä turvatoimia kiinteisiin laitteisiin, kuten Windows Defender Advanced Threat Protection, Unified Write Filter (UWF), ja App Locker.

Taivaansininen Pallo: silicon-to-cloud IoT device security and integration

vaikka Windows for IoT tarjoaa huippuluokan ratkaisun MPU-luokan prosessointiteholla tai runsaalla käyttäjäkokemuksella varustetuille laitteille, Azure Sphere on kattava IoT-laitteiden tietoturvaratkaisu, jota käytetään IoT-laitteiden linnoittamiseen Microsoftin tietoturvainnovaatioilla ja laitteistojen, ohjelmistojen ja pilvipalvelujen osaamisella. Tämä tarkoittaa, että voit luoda liitettyjä laitteita, jotka ovat Azure-Sfääri koostuu Azure Sphere-sertifioidusta laitteistosta, Azure Sphere-käyttöjärjestelmästä ja Azure Sphere-turvallisuuspalvelusta jatkuvilla käyttöjärjestelmillä ja tietoturvapäivityksillä. Azure Sphere OS on Linux-pohjainen ja tarjoaa puolustusta perusteellisesti suojauskerrosten ja jatkuvien tietoturvapäivitysten avulla.

Azure Sphere on suunniteltu integroitumaan mihin tahansa pilvipalveluun, julkiseen tai yksityiseen. Voit muodostaa yhteyden muihin pilviin saadaksesi sovellustietoja ajaessasi Azure Sphereä tai optimoida tehokkuutta käyttämällä Azure Spherea Visual Studion ja Azure IoT: n rinnalla, mikä mahdollistaa vankan strategian. Esimerkiksi IoT Central—täysin hallittu software-as-a-service (SaaS) IoT—sovellusalusta, jonka avulla kehittäjät voivat luoda IoT-sovelluksia hallitsematta taustalla olevaa infrastruktuuria-voidaan yhdistää Azure Spheren integroituun tietoturvaratkaisuun. Näin luodaan tarvittava perusta IoT-laitteiden ja tuotteiden rakentamiselle, valvonnalle ja hallinnalle.

Rune Technology käytti Azure Sphereä luodessaan IoT-ratkaisuja Grupo Bimbolle, yhdelle maailman suurimmista leivontayrityksistä. He suunnittelivat Bimbolle Azureen perustuvan yhdistetyn ratkaisun—Azure IoT Hubista, joka yhdistää kaiken streamatun datan eri edge—laitteiden alustaan ja sensoreihin Azure SQL-tietokantaan, joka tallentaa kaiken tämän datan-jonka avulla yritys pystyi prototyyppaamaan, vastaamaan ja konfiguroimaan nopeammin kuin kilpailijat. Lisäksi Azure Sphere, jae työskenteli luoda seuraavan sukupolven anturit tarjota päästä päähän turvallisuutta tehtaissa. Sensorit eivät ainoastaan auta valvomaan tehtaan fyysisten resurssien turvallisuutta, vaan myös sensoritietojen arkaluonteisuus pysyy suojattuna. Tämä yleinen yhteys ja helppous integraation ansiosta jae muuttaa tilkkutäkki Bimbo factory laitteiden osaksi pilvi alustan päästä päähän yhtenäisyyttä.

4) tarjoaako tämä käyttöjärjestelmä skaalautuvuutta?

useimmat toiminnot muuttuvat ajan myötä, mutta jos ennakoit suurta kasvua IoT-ratkaisullasi, sinun kannattaa priorisoida käyttöjärjestelmä, joka voi skaalautua mille tahansa laitteelle. IoT edge-laitteen rakentaminen skaalautuvalla käyttöjärjestelmällä tarkoittaa, että tulevaisuudessa sinun ei tarvitse tehdä laajoja muutoksia mukautuakseen eri järjestelmään. Skaalautuva käyttöjärjestelmä pystyy käsittelemään lisäresursseja muuttamatta lähtönopeutta-jotkut voivat jopa kattaa useita laitteita ja maantieteellisiä alueita. Windows for IoT editions, mukaan lukien Windows 10 IoT Core, Windows 10 IoT Enterprise ja Windows IoT Server, on suunniteltu järjestelmän skaalautuvuutta ja yhteentoimivuutta silmällä pitäen.

Microsoft partner, PharmID, käytti Windows 10 IoT-Ydinkäyttöjärjestelmää lääkkeiden validointiratkaisujen rakentamiseen lääkitystietojen keräämiseen ja analysointiin. Yksittäiset lääkärit käyttävät liuosta vahvistaakseen määräämänsä lääkkeet, ja sairaalat ja apteekit voivat seurata, mitä sisään ja ulos virtaa. Windows 10 IoT Core: n avulla PharmID ja sen asiakkaat voivat luottaa yrityksen skaalautuvuuteen ilman yrityksen laajuisia resurssivaatimuksia. PharmID pystyy jatkuvasti rakentamaan ja toimittamaan uusia sovelluspalveluita ja ominaisuuksia ilman suuria R&D-investointeja tai häiriöitä asiakkaiden toiminnassa.

Rakenna kattavia pilvestä reunaan-kokemuksia

lopulta valitsemasi käyttöjärjestelmä on vain yksi pala palapeliä. Suosittelemme myös miettimään etukäteen, miten laitetta käytetään ja millaisia integraatioita tarvitaan kokonaisratkaisun luomiseen. Edge-teknologioilla voi tehdä paljon pilviresurssien ja edge-ympäristön hallinnasta toimitilojen tietojen analysointiin ja käsittelyyn pilvitietojen ja analytiikan laajentamiseen edge-laitteisiin.

ja kaikilla käytettävissä olevilla IoT edge—laitteille tarkoitetuilla Microsoftin käyttöjärjestelmillä—Windows for IoT, Azure RTOS tai Azure Sphere-niillä on yhteistä se, että ne voidaan helposti integroida muihin Azure-alustoihin ja-palveluihin, jotta voit kehittää erittäin räätälöityjä ja joustavia IoT-sovelluksia.

Azure IoT Edge on vain yksi esimerkki, joka on suunniteltu tätä reunaa silmällä pitäen pilviintegraatiota varten. Azure IoT Hubiin perustuvana täysin hallittuna palveluna voit siirtää tiettyjä työkuormia verkon reunalle, jotta laitteesi voivat käyttää vähemmän aikaa kommunikointiin pilvipalvelun kanssa, reagoida nopeammin paikallisiin muutoksiin ja toimia luotettavasti myös pidennetyissä offline-jaksoissa. Plus, se toimii Linux-tai Windows-laitteet, jotka tukevat säiliö moottoreita.

lisäresurssit IoT-käyttöjärjestelmien arviointiin

nämä ovat vain muutamia näkökohtia, jotka kannattaa ottaa huomioon IOT edge-laitteen käyttöjärjestelmää valittaessa. Ja, on tärkeää aloittaa mietitään, mitkä ominaisuudet ovat kriittisiä voit priorisoida perustuu käyttötarkoituksen tapauksessa ja sovelluksia edge-laitteen. Saat lisätietoa saatavilla olevista IoT-käyttöjärjestelmistä selaamalla näitä lisäresursseja:

• Windows for IoT white paper: the foundation for your intelligent edge
• Build your IoT devices with Windows for IoT: New platform updates for device developers
• Real-time operating system white paper: What it is and why you might want to use one
• Security white paper: Seven properties of highly secured devices
• Azure IoT: See what ’ s possible from the intelligent edge to cloud