‘המייל הראשון’ ביישומי IoT

יישומי האינטרנט של הדברים (IoT) ממשיכים לצמוח בקצב מרשים, ועם יכולות חדשות לעסקים וארגונים – המניעים שימושים חדשניים ל-IoT. על פי דו”ח של Orbis Research , שוק הIoT-  צפוי להגיע לקצב גידול שנתי ממוצע של 21% בין השנים 2020 עד 2025. הגורמים המניעים את הרחבת השימוש ב- IoT הם העלויות ההולכות ופוחתות והשימוש בתקשורת סלולרית בהספק נמוך לרכישת נתונים בזמן אמת ממערכים עצומים של חיישנים והתקנים, והעברתם חזרה לניתוח אנליטי כדי לתמוך בהחלטות יישומיות טובות ומהירות יותר. תהליך זה מתחיל ביחידות הקצה של  הרשת,  והנתונים שהם קולטים ומייצרים. תוכנות ניתוח מתוחכמות יכולות להשתמש בנתונים האלה כדי לקבל תובנות בעלות ערך עצום, אבל אפילו תוכנת הניתוח הטובה ביותר היא חסרת תועלת ללא קבלת נתוני החיישנים המתאימים ליישום. עבור ארגונים המפתחים יישומי IoT, הגישה לנתוני הקצה ברשת היא חשובה מאוד. עם זאת, חלק מספקי פתרונות IoT אינם מעריכים מספיק את המשמעות והיכולות שלה, ואינם משלבים היטב בין הנתונים הנקלטים ביחידות הקצה לבין היישומים והשירותים שהם זקוקים להם.

במאמר זה נבחן מקרוב את הדרוש כדי לגשר על הפער הזה וכיצד הפתרונות שמציעה חברת Telit יכולים לסייע בשילוב כל המרכיבים  באבני הבניין של IoT.

‘המייל הראשון’ במסע ה-IoT

המייל האחרון בגישה לאינטרנט, שמרחיב את חיבור הרשת של ספק השירות לבית הצרכן כדי לספק קישוריות, מוכר לכולם. לעומת זאת, ב-IoT המיקוד אינו על המייל האחרון אלא על הראשון. ביישומי IoT הנתונים מתחילים ביחידות הקצה. הם נאספים, מאובטחים לעתים קרובות עם אימות והצפנה, ומועברים מציוד הקצה ליישומים ושירותי ענן מתוחכמים (איור מספר 1). החלק הזה במסע ה- IoT (‘המייל הראשון’) הוא החשוב ביותר. כאשר הוא נעשה נכון, ארגונים יכולים לקלוט נתונים אמינים בזמן אמת, וע”י הוספת ערך מאפשרים את התוצאות העסקיות הנדרשות.

בואו נסתכל מקרוב על ארבעת השלבים הקריטיים של המייל הראשון במסע ה- IoT:

החומרה של יחידת הקצה

המסע מתחיל ביחידת הקצה עם חומרה הכוללת אלמנטים כמו חיישנים ואינדקטורים המחוברים למכשירים בעלי יכולות תקשורת. התקנים אלה כוללים לרוב רכיבי תוכנה המאפשרים למשתמשים להוסיף אינטליגנציה ליחידת הקצה, להפוך משימות לאוטומטיות ולהגדיר ולנהל חיבורים מאובטחים ליישומים ולשירותים העסקיים שלהם. היעילות הרלוונטית ליישום חיונית עבור רכיבי חומרה ביחידות קצה אלו. צריכת הספק, רוחב פס והמידות הפיזיות של יחידות הקצה הינם גורמים משמעותיים, ועליהם להיות מספיק חכמים כדי לאסוף, לאבטח ולשדר רק נתונים שמניעים פעולות, בדיוק למתי והיכן שהם נחוצים. חומרת הקצה חייבת למלא תפקיד פעיל בהפחתת עלויות, צריכת חשמל ונתונים הנשלחים באמצעות קישוריות סלולרית כדי להפוך את התהליך הזה ליעיל ככל האפשר. במקרים מסוימים, מומלץ לקבל החלטות ביחידות הקצה, על מנת להקטין את זמן התגובה ואת כמות התעבורה בענן.

איור 1 :אבני הבניין ‘במייל הראשון’ החומרה של יחידת הקצה. קרדיט: Telit

רשת תקשורת מרחבית (Wide-Area Network)

רשת תקשורת מרחבית היא השלב השני במסע. החומרה של יחידת הקצה כוללת בדרך כלל מודולים סלולריים המספקים קישוריות אלחוטית לפלטפורמה העסקית באמצעות רשת תקשורת רחבה. שמירה על קישוריות מאובטחת היא בראש סדר העדיפויות בשלב זה. התקני IoT רבים הם ניידים, או שהם עשויים להיות ממוקמים באזורים מרוחקים. לדוגמא, הם עשויים להיות ממוקמים בתוך מכולות משלוח, או על כלי רכב או מוטמנים באזורים חקלאיים נרחבים, ואז חיבור התקנים אלה לרשת סלולרית יכולה להיות מאוד מאתגרת.

התוכנה והענן

השלב הבא של המסע הוא להביא את הנתונים לפלטפורמה שתוכל לשלב אותם ביישומי ה-IoT ושתעשה בהם שימוש “חכם”. שלב זה כולל תוכנות ייעודיות המאפשרות לארגונים לבנות את הנתונים ביחידת הקצה ולהעבירם לפלטפורמת הענן. חלק זה של המסע מורכב מניתוב הנתונים ודורש ניהול ההתקנים והקישוריות.

יישומים ושירותים

השלב האחרון מסיים את מסע הנתונים עם אינטגרציה לכיוון הענן. נתונים שנאספו על ידי החומרה של יחידת הקצה מסיימים את המסע שלהם לשירותים ולאתרים שיעשו בהם שימוש. אלה כוללים מרכזי נתונים, תמיכה טכנית, תחזוקה, שירותי עיר חכמה ומיקומים אחרים שבהם ניתן להעשיר, לנתח ולפעול לפיהם.

בין אם הנתונים מיועדים לניתוח או ליישומי ענן של חברות צד שלישי כגון , Amazon Web Services (), או SAP HANA, פלטפורמת ‘המייל הראשון’ אמורה להציע להם מסלול אינטגרציה חלק. הארגונים יכולים ליצור נתיבים ישירים המאפשרים להם לקבל נתונים מתוך פלטפורמת ניהול ה-IoT, לעיבוד נוסף בתוך סביבת יחידת הקצה שלהם לפני השידור לפלטפורמת הענן.החלק הזה במסע כולל העברת נתונים ודורש ניהול ההתקן החכם והקישוריות.

איור 2 :LwM2M ביישומי IoT קרדיט: Telit

איור 3 :פרסי הערכה ל- OneEdge. קרדיט: Telit

אופטימיזציה של ניהול התקנים עם Lightweight M2M

בכל ארבעת השלבים של המייל הראשון, נושא מקסום היעילות, האבטחה והניהול הינם חיוניים ביותר. לכן יש חשיבות גבוהה מאוד בבחירת הפרוטוקול התקשורת המותאם ביותר ליישום. . הפרוטוקול צריך להיות מגובה באופן מלא על ידי ארגון תקנים, שמספק הנחיות לגבי שיטות העבודה המומלצות לשימוש בטכנולוגיה, ומעדכנו מעת לעת. תמיכת הפרוטוקול במערכת ecosystem התומכת בפתרונות של ספקים, מפחיתה את סיכוני נעילה ואינטגרציה. פרוטוקול Lightweight Machine-to-Machine () מ- Open Mobile Alliance הינו החדשני המתאים והאידיאלי למטרה זו.

פרוטוקול LwM2M

פרוטוקול LwM2M תוכנן במיוחד עבור התקני קצה במידות קטנות, כמו חיישנים ו- M2M. ה – LwM2M מספק בקרה מקיפה בין התקני הקצה שמותקן בהם agent. כלומר באופן מעשי מותקן הפרוטוקול ומותאם לשרתים התומכים ב-LwM2M. באמצעות LwM2M המשובץ בהתקנים מרוחקים, ארגונים שאחראים על ניהול פריסות IoT יכולים לבצע משימות, להריץ דיאגנוסטיקה ויישומים רלוונטיים ולנהל את ההתקנים שלהם הפזורים בשטח ללא הגבלה של כמות.

LwM2M מבוסס על מודל שמשפר את יכולת הפעולה ההדדית (interoperability) ביישומיIoT על ידי הוספת יכולות ניהול התקנים על גבי שכבת ה-transport (איור מספר 2), הכוללות אובייקטים סטנדרטיים מוכנים לשימוש, ניטור קישוריות, הפעלת התקנים מרחוק, פעולות ותמיכה בעדכוני קושחה (firmware) ועדכון תוכנה דרך האוויר (FOTA ו-SOTA בהתאמה).

הפרוטוקול LwM2M מקטין את צריכת ההספק הדרושה לניהול ההתקנים. הפרוטוקול תוכנן מהיסוד כדי להיות יעיל בצריכת הנתונים שלו, מה שהופך אותו לאידיאלי עבור פריסות IoT שמפעילות מספר גדול מאוד של התקנים ברוחב פס נמוך. כמו כן מיושמת אבטחת מידע חיונית בכל השלבים, שחשיבותו גבוהה בכל מקרי השימוש ברשת. LwM2M מספק מעטפת אבטחה המוגדרת כחלק מהפרוטוקול ומציע סט ממשקים המאפשרים לארגונים להגדיר באופן מלא את מודול האבטחה.

כמו כן LwM2M גמיש מאוד, ומאפשר מעבר חלק לפלטפורמות ופתרונות מתוחכמות ויעילות מבחינת ניצול רוחב הפס של המידע.

פתרונות Telit מגשרים על הפער

Telit זיהתה בשלבים מוקדמים את הפוטנציאל שמציע LwM2M בשימוש בטכנולוגיות חדשות ביישומי IoT. מפתחי התוכנה והחומרה של החברה בחרו ב- LwM2M לאחר שבדקו מספר טכנולוגיות חדשות, ובחנו את ישימותן למגוון רחב של פתרונות חדשניים. הפרוטוקול LwM2M התגלה כמוביל מול כל החלופות שנבדקו, ו- Telit שילבה אותו בסל הפתרונות ובשירותים שהיא מציעה ללקוחותיה. התוכנה קרויה בשם ™OneEdge.

חבילת Telit OneEdge כוללת אינטגרציה מלאה של LwM2M כדי לאפשר פריסת IoT סלולרית מאובטחת וקלה לניהול. OneEdge הוא מודול תוכנה גמיש המציע פריסה קלה וכלי ניהול מאובטחים וקלים לשימוש. Telitפיתחה את הפתרון החדשני זה כדי לפשט את התכנון, הפריסה והניהול של מוצרים ופתרונות מבוססי IoT, ובכך לסייע לארגונים לאמץ את מלוא היכולות של טכנולוגיה הסלולרית של הדור הרביעי ובמיוחד החמישי (5G). טכנולוגיית הדור החמישי מאפשרת לארגונים להתחבר לענן מייד עם הפעלת OneEdge. התוכנה OneEdge נבדקה ביסודיות וקיבלה הסמכת רשת (network certified), ופרסי הערכה רבים מארגוני פיתוח בעולם (איור מספר 3).

■ האינטליגנציה של יחידת הקצה מאפשרת לארגונים להגדיר ולבנות את הלוגיקה של יחידת הקצה שלהם, להאיץ את הפריסה במטרה לייטב את השימוש במשאבי הפיתוח. תוכנת OneEdge מספקת את התמיכה הדרושה כדי להגדיר את לוגיקת השליטה מרחוק ומאפשרת לארגונים להשתמש בניהול מחזור החיים של חיבור סלולרי פשוט.

■ פרוטוקול אבטחה מציע הגנה מקצה לקצה בכל מכשיר ופלטפורמה. המודולים של Telit מאובטחים, ומותאמים אישית בנקודת הייצור. זיהוי, אישורים ופונקציות SIM מוטמעים באזורים המהימנים של המודולים. כל התקשורת בין ההתקן לענן מוצפנת כדי לסייע באבטחת שלמות הנתונים מקצה לקצה.

■ שירות וניהול קישוריות כולל ניהול קישוריות וכרטיסי SIM משובצים עם אפשרויות מיתוג ספק השירות לגמישות פריסה מרבית.

■ אינטגרציה ארגונית כוללת תמיכה במערכות עסקיות מובילות של צד שלישי וזרימת נתונים חלקה ליישומים.

■ ניהול התקנים מרכזי מציע חסכון בזמן כגון zero-touch onboarding ועדכוני תוכנה אוטומטיים. OneEdge תומך גם בשינוי תצורה מרחוק, כמו גם בניטור תקלות ועדכונים מרחוק.

לסיכום

Telit OneEdge נותן מענה לכל האתגרי ‘המייל הראשון’ – מקצה לקצה, מיחידת הקצה עד לענן ביישומי IoT. כמו כן ל-OneEdge יש את יתרון הפשטות, המהירות, חיסכון בעלויות והפחתת הסיכון לארגונים המעוניינים ביישומי IoT חדשניים.

מחלקת IoT באיסטרוניקס

מחלקת IoT באיסטרוניקס מספקת תמיכה וייעוץ טכני משלב הרעיון ועד לייצור בכל אבני הבניין החל ממגוון החיישנים, יחידות המחשוב הייעודיות, מערכת ההפעלה, מגוון סוגי התקשורת, שילוב האנטנות ועד לענן .

לפרטים נוספים, מידע, תמיכה טכנית, הדגמות וקבלת ערכות פיתוח ניתן לפנות לרבקה הלפמן (Rivka.helfman@easx.co.il), מנהלת מחלקת IoT