Att välja rätt IoT-gateway kan vara en förvirrande och skrämmande uppgift för anläggningsägare och tillverkare. Rätt gateway kommer att göra det möjligt för tillverkare att utnyttja potentialen hos IoT och andra Industry 4.0-applikationer i sina processer.
Som sådan går den här artikeln igenom de tio nyckelstegen som är involverade i att välja rätt gateway för dina industriella behov.
10 viktiga överväganden för att välja en industriell IoT-gateway
1.Vad är målet med gatewayen?
Den första fasen av en IoT-gateway-implementering innebär att utvärdera de viktigaste målen och funktionerna som krävs för gatewayen. Detta bör vara den primära guiden för urvalsprocessen.
Låt oss överväga två exempel för att illustrera detta koncept.
En fabriksägare kanske vill schemalägga förebyggande underhåll på maskiner på fabriksgolvet för att förhindra maskinhaveri och kostsamma reparationer. För att åstadkomma detta måste sensorer installeras på maskinen för att mäta den allmänna prestandan. Den gateway som väljs i detta fall måste kunna samla in dessa data på ett säkert sätt och ha inbyggda varningar för att meddela anläggningsägaren om en maskin överhettas eller håller på att gå offline.
Gatewayen kommer sedan att överföra prestandadata till en analytisk bearbetningsenhet i molnet. Analysbehandlingsenheten kommer att utvärdera trender i prestanda över tid över alla maskiner och kunna se vilka maskiner som upplever prestandaproblem. Som ett resultat kan anläggningsägaren schemalägga förebyggande underhåll på maskiner som upplever prestandaproblem när det behövs.
I ett annat scenario kan en bonde vilja öka sina skördar och automatisera bevattning på sin gård. I det här fallet måste lantbrukaren installera flera sensorer på sin gård för att mäta miljöfaktorer som markfuktighet, ljus, temperatur och luftfuktighet. Den valda gatewaymodellen måste kunna samla in data från sensorerna, filtrera data och bara skicka nödvändig data till bevattningssystemet för automatisering. Dessutom måste gatewayen överföra all data till en analytisk bearbetningsenhet i molnet. Analysenheten kommer sedan att utvärdera trender och lantbrukaren kan se vilka faktorer som påverkar hans skördar och bestämma de nödvändiga åtgärderna.
Som framgår av exemplet ovan kommer den ideala gatewayen att variera beroende på slutmålet och önskad funktionalitet.
2.Hur mycket data behöver gatewayen samla in från sensorerna?
Vissa scenarier kan involvera utplacering av hundratals sensorer, medan det i andra fall kan finnas fler än 10,000 sensorer på en enda plats, som var och en får en serie på 30 avläsningar per sekund. Att analysera mängden data som krävs är nästa viktiga steg i gatewayvalsprocessen.
Dessutom, beroende på mängden data som krävs, kan tillverkare välja att installera flera gateways, så detta är en annan viktig faktor att överväga.
3. Behöver data som samlas in från sensorer filtreras?
Data från sensorer kan samlas in och skickas sedan direkt till en analysenhet i molnet. I många IoT-projekt krävs dock inte all data från sensorer, eller så kan gatewayen behöva utföra vissa förbearbetningsoperationer på data som erhålls från sensorer innan den skickas till analysbehandlingsenheten.
Som ett resultat kan en tillverkare behöva köpa en gateway för att i stor utsträckning filtrera data från sensorer och utföra mer än en förbearbetningsoperation på data.
En gateway som kan utföra dessa avancerade förbearbetnings- och filtreringsoperationer hänvisas till som en edge analytics-aktiverad gateway.
4.Var är gatewayen installerad?
Gatewayen kan behöva installeras i en VVS-enhet eller på hög höjd, så den måste vara robust och kunna fungera under extrema förhållanden.
Vissa gatewaymodeller är utformade för att fungera under svåra förhållanden med ett temperaturområde på -30 grader C till 70 grader C, ett höjdområde på 15 m till 5 000 m, och tillåter höga stötar och vibrationer. Anläggningsägare måste se till att de väljer rätt gateway för sin driftsmiljö.
5. Vilka anslutningsalternativ, protokoll och gränssnitt erbjuder gatewayen?
Många IoT-plattformar använder närhetsanslutningsalternativ som Bluetooth och Ethernet, samt Wi-Fi och trådlöst LAN för anslutningsbehov med längre räckvidd. Fler och fler tillverkare och anläggningsägare väljer att använda sina smartphones för att fjärrövervaka sin anläggnings verksamhet. IoT-gatewaymodellen lämpar sig för ett bredare utbud av anslutningsalternativ, såsom GSM/GPRS och LTE-M-baserade.
Alla IoT-gateways är inte lika i detta avseende, och generellt sett gäller att ju billigare gatewayen är, desto färre anslutningsalternativ erbjuder den, vilket är en viktig faktor att tänka på.
Gateways bör stödja standardprotokoll som TCP/IP och HTTP, samt Modbus, MQTT och OPC UA. Dessutom bör flera seriella gränssnitt, LAN-gränssnitt och USB-portar känneteckna gateways som används i industriella miljöer.
6.Hur mycket data kan en gateway lagra?
Industriella gateways som används i fabriker samlar vanligtvis in flera sensoravläsningar per sekund. Däremot kan situationer som nätverksfel uppstå, så gatewayen måste lagra dessa data medan nätverksproblemet är åtgärdat.
De flesta gatewaymodeller på marknaden idag har lagringsmöjligheter, men gateways installerade i typiska industriella miljöer måste kunna lagra stora mängder data och under längre tidsperioder. Därför rekommenderas det att investera i en gateway som möjliggör utökad lagring och ytterligare micro-SD-platser så att gatewayen kan lagra minst 20 GB data.
7. Har gatewayen inbyggda säkerhetsfunktioner och alternativ?
Att skydda gatewayen är avgörande för säkerhetsbehoven för hela IoT-plattformen. Även om de flesta moderna gateways har inbyggda säkerhetsalternativ, är det fortfarande värt att kontrollera de krypteringsstandarder som används av gatewayen, om gatewayen erbjuder en autentiseringsprocess och om gatewayen kan upptäcka manipulation.
8.Är gatewayen certifierad?
Gateway-modeller bör vara FCC/CE/IC-certifierade för standardöverensstämmelse som krävs för elektronik. Det finns även ytterligare certifieringar som Mobile PTCRB/GCF och säkerhetscertifieringar som är värda att nämna.
9. Finns det ett behov av att integrera befintlig utrustning, maskiner och äldre enheter i en IoT-plattform?
Många fabriker och tillverkare har ofta äldre utrustning och maskiner med lång livslängd. Att uppgradera dessa enheter för att ansluta direkt till molnet är ofta inte ekonomiskt genomförbart eller möjligt. I dessa fall bör den valda gatewayen stödja befintlig utrustning och kunna ansluta till äldre enheter för att säkerställa att all data från anläggningen är integrerad.
10. Behöver anläggningsägaren eller tillverkaren några ytterligare anpassningsalternativ?
Tillverkare kan kräva ytterligare anpassningsalternativ som energisparalternativ och LTE-stöd. Därför är det viktigt att vara medveten om eventuella ytterligare anpassningar och konfigurationer och söka efter modeller som kan ta emot dessa anpassningar.
Slutsats
IoT-gateways har en betydande inverkan på den framgångsrika implementeringen av IoT-lösningar. En stor andel av IoT-projekten har problem med implementering och skalbarhet på grund av dåligt urval av gateway.
Därför rekommenderas tillverkare och anläggningsägare att noggrant utvärdera urvalskriterierna för att hjälpa dem att välja rätt gateway som kan hantera, bearbeta och strömma deras industriella data i realtid för att hjälpa till att fatta viktiga beslut.