Làm sao để kết nối máy móc thiết bị cũ với Internet ?

Những sản phẩm trong lĩnh vực Home Automation và Smart Home ngày nay được chú ý rất nhiều: chúng dễ kết nối, với hệ điều hành Linux và bảo mật được tích hợp và trở nên dễ sử dụng với đại đa số khách hàng. Nhưng ở các công ty công nghiệp và nhà máy phải đối mặt với một thách thức đáng kể trong việc mang lại kết nối và kiểm soát tương tự cho các sản phẩm được thiết lập nhiều hơn hơn một thập kỷ trước. Hàng triệu thiết bị cũ này vẫn còn nhiều năm giá trị nếu chúng có thể được kết nối với Internet. Vậy thì làm sao để kết nối chúng vào internet, chúng ta hãy cùng xem xét qua bài viết này nhé.

Rào cản kết nối IT-OT

Mặc dù công nghệ đưa thiết bị cũ kết nối IoT đã có nhiều giải pháp, nhưng vẫn có các rào cản cần được giải quyết. Rào cản đầu tiên trong số này là khoảng cách giữa OT / IT. Các cầu thủ ở mỗi bên của lĩnh vực đến từ các nền văn hóa rộng lớn khác nhau, với thái độ khác nhau về thay đổi và công nghệ. Những người trong công nghệ OT mua phần cứng tốn kém, vòng đời dài thường an phận trong nhiều thập kỷ, trong khi những người trong ngành IT lại quan tâm đến việc quản lý dữ liệu và được sử dụng để thay thế hoặc cập nhật công nghệ ngay khi có thứ gì đó tốt hơn.

Nếu đây là một vấn đề dễ giải quyết, nếu không thì nó đã được giải quyết từ lâu rồi. Đó là một thách thức đáng kể bởi vì đó là một yếu tố về con người. Mặc dù tinh thần của họ là khác nhau, các nhóm phải làm việc cùng nhau để tối ưu hóa hoạt động của toàn bộ tổ chứcVấn đề khác thường được gọi là vấn đề dữ liệu. Khi kết nối được thiết lập, cơ hội tồn tại để thu thập nhiều dữ liệu hơn cơ sở hạ tầng có thể xử lý hiệu quả. Các công ty phải tự hỏi họ có thường xuyên cần tổng hợp và đẩy dữ liệu để nhanh nhẹn và tránh được tràn dữ liệu.

3 tính năng chính cần có của giải pháp kết nối thiết bị cũ với internet

Để thu hẹp khoảng cách OT / IT và cho phép dữ liệu chuyển từ thế giới thực vận hành lên Đám mây, có ba tính năng chính mà người dùng cuối nên quan tâm trong bất kỳ giải pháp công nghệ kết nối nào có thể được sử dụng để liên kết các thiết bị cũ với Internet :

• Kiểm soát dựa trên PC và các giao thức phổ biến để liên lạc an toàn, thành công với nhiều hệ thống khác nhau. Một câu thần chú mới trong SCADA và Internet of Things rộng hơn là, “tất cả quy về dữ liệu.” Có thể gửi dữ liệu từ các thiết bị SCADA một cách an toàn đến các hệ thống phân tích như Nền tảng IoT của IBM Watson, Azure, AWS, Google,… , sử dụng giao thức nhắn tin tiêu chuẩn công nghiệp MQTT , cho phép hiểu biết sâu sắc có thể hành động từ dữ liệu cảm biến. Để hỗ trợ bảo trì dự đoán trên các tài sản từ xa, khả năng Truy cập vào nhiều nguồn dữ liệu khác nhau để thông báo các quyết định ở biên cũng có tầm quan trọng ngày càng tăng,Edge Computing là một sự lựa chọn sáng giá. Công nghệ tích hợp trên mạng như Node-RED nguồn mở phổ biến phần mềm cho phép nhiều loại dữ liệu được truy cập và xử lý bằng giao diện người dùng kéo và thả trực quan.
• Phù hợp chuẩn công nghiệp. Raspberry rất rẻ tiền, tuyệt vời để tạo mẫu và cho phép lưu trữ, nhưng chúng không được chế tạo để hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt đặc trưng cho môi trường của hệ thống công nghiệp. Các hệ thống như vậy phải có khả năng hoạt động xung quanh lửa, nhiễu từ, nhiệt độ khắc nghiệt và những người có thể không xử lý thiết bị một cách nhẹ nhàng mọi lúc.
• Có tính Tùy biến. tùy chỉnh các sản phẩm cho phù hợp với từng ứng dụng của từng ngành dọc khác nhau, ví dụ có thể dùng để theo dõi đồng thời điều chỉnh các ứng dụng automation cho phù hợp với yêu cầu của người dùng trong ngành sản xuất (tăng tốc, thêm cơ cấu chấp hành, nhiều chương trình chạy khác nhau có thể lập trình lại được dễ dàng).

IoT Edge Gateway : Giải pháp cho kết nối IT-OT

Edge Gateway Internet of Things (IoT) là một thiết bị vật lý hoặc chương trình phần mềm đóng vai trò là điểm kết nối giữa đám mây và bộ điều khiển , cảm biến và thiết bị thông minh. Tất cả dữ liệu di chuyển lên đám mây hoặc ngược lại đều đi qua gateway, có thể là một thiết bị phần cứng hoặc chương trình phần mềm chuyên dụng. Edge Gateway IoT cũng có thể được gọi là gateway thông minh hoặc ở cấp độ điều khiển.

Một số cảm biến tạo ra hàng chục nghìn điểm dữ liệu mỗi giây. gateway cung cấp một nơi để xử lý trước dữ liệu đó cục bộ ở rìa trước khi gửi dữ liệu đó lên đám mây. Khi dữ liệu được tổng hợp, tóm tắt và phân tích chiến thuật ở rìa, nó sẽ giảm thiểu khối lượng dữ liệu cần được chuyển tiếp lên đám mây, điều này có thể ảnh hưởng lớn đến thời gian phản hồi và chi phí truyền mạng.

Một lợi ích khác của gateway IoT là nó có thể cung cấp bảo mật bổ sung cho mạng IoT và dữ liệu mà nó vận chuyển. Bởi vì gateway quản lý thông tin di chuyển theo cả hai hướng, nó có thể bảo vệ dữ liệu di chuyển lên đám mây khỏi bị rò rỉ và các thiết bị IoT không bị xâm nhập bởi các cuộc tấn công độc hại từ bên ngoài với các tính năng như phát hiện giả mạo, mã hóa , trình tạo số ngẫu nhiên phần cứng và công cụ mã hóa.

Các IoT Edge Gateway có các tính năng :

• Mục đích chính của edge gateway là cho phép kết nối với các cảm biến và bộ truyền động. Có nhiều giao thức công nghiệp tạo điều kiện cho các kiểu giao tiếp thiết bị khác nhau. Một giải pháp cạnh phải hỗ trợ các giao thức phổ biến nhất. Ví dụ, chúng bao gồm Z-Wave, ZigBee, KNX, Bluetooth LE, HomeConnect, Modbus, ONVIF, EnOcean, BACnet, OPC UA, LoRa, Siemens S7.
• Khả năng chạy các ứng dụng cục bộ là chìa khóa để cho phép xử lý dữ liệu cục bộ. Tùy thuộc vào miền, các ứng dụng mẫu bao gồm thuật toán phân tích, thông báo và cảnh báo dựa trên ngưỡng, ứng dụng chẩn đoán và giám sát cũng như bất kỳ mã phần mềm tùy chỉnh nào khác được thực thi trên cổng.
• Ngoài xử lý cục bộ, một cổng phải có khả năng lưu trữ dữ liệu cục bộ. Đây là chìa khóa để cho phép một cổng chạy tự động. Sự kết hợp giữa tính toán cục bộ và lưu trữ cục bộ sẽ cho phép cổng hoạt động ở chế độ ngắt kết nối.
• Bảo mật cần được tích hợp vào giải pháp cạnh. Một giải pháp cạnh phải cho phép kiểm soát truy cập dựa trên quyền, giao tiếp được mã hóa an toàn, quản lý chứng chỉ và tích hợp vào các giải pháp bảo mật hiện có.
• Các edge gateway yêu cầu một cách để quản lý và truy cập từ xa vào từng cổng riêng lẻ. Các tính năng quản lý từ xa sẽ cho phép khởi động, dừng, cấu hình và cập nhật từ xa một cổng và các thiết bị được gắn vào cổng đó. Một API mở sẽ cho phép các ứng dụng từ xa giao tiếp với cổng thông qua REST, WebSockets hoặc JSON-RPC.
• Cuối cùng, phần mềm Edge Platform cho một giải pháp tiên tiến phải có thể di động đến các nền tảng phần cứng khác nhau. Bạn không muốn rơi vào tình huống bị khóa vào giải pháp phần cứng và phần mềm của một nhà cung cấp cụ thể.

Những sản phẩm trong lĩnh vực Home Automation và Smart Home ngày nay được chú ý rất nhiều: chúng dễ kết nối, với hệ điều hành Linux và bảo mật được tích hợp và trở nên dễ sử dụng với đại đa số khách hàng. Nhưng ở các công ty công nghiệp và nhà máy phải đối mặt với một thách thức đáng kể trong việc mang lại kết nối và kiểm soát tương tự cho các sản phẩm được thiết lập nhiều hơn hơn một thập kỷ trước. Hàng triệu thiết bị cũ này vẫn còn nhiều năm giá trị nếu chúng có thể được kết nối với Internet. Vậy thì làm sao để kết nối chúng vào internet, chúng ta hãy cùng xem xét qua bài viết này nhé.

Rào cản kết nối IT-OT

Mặc dù công nghệ đưa thiết bị cũ kết nối IoT đã có nhiều giải pháp, nhưng vẫn có các rào cản cần được giải quyết. Rào cản đầu tiên trong số này là khoảng cách giữa OT / IT. Các cầu thủ ở mỗi bên của lĩnh vực đến từ các nền văn hóa rộng lớn khác nhau, với thái độ khác nhau về thay đổi và công nghệ. Những người trong công nghệ OT mua phần cứng tốn kém, vòng đời dài thường an phận trong nhiều thập kỷ, trong khi những người trong ngành IT lại quan tâm đến việc quản lý dữ liệu và được sử dụng để thay thế hoặc cập nhật công nghệ ngay khi có thứ gì đó tốt hơn.

Nếu đây là một vấn đề dễ giải quyết, nếu không thì nó đã được giải quyết từ lâu rồi. Đó là một thách thức đáng kể bởi vì đó là một yếu tố về con người. Mặc dù tinh thần của họ là khác nhau, các nhóm phải làm việc cùng nhau để tối ưu hóa hoạt động của toàn bộ tổ chứcVấn đề khác thường được gọi là vấn đề dữ liệu. Khi kết nối được thiết lập, cơ hội tồn tại để thu thập nhiều dữ liệu hơn cơ sở hạ tầng có thể xử lý hiệu quả. Các công ty phải tự hỏi họ có thường xuyên cần tổng hợp và đẩy dữ liệu để nhanh nhẹn và tránh được tràn dữ liệu.

3 tính năng chính cần có của giải pháp kết nối thiết bị cũ với internet

Để thu hẹp khoảng cách OT / IT và cho phép dữ liệu chuyển từ thế giới thực vận hành lên Đám mây, có ba tính năng chính mà người dùng cuối nên quan tâm trong bất kỳ giải pháp công nghệ kết nối nào có thể được sử dụng để liên kết các thiết bị cũ với Internet :

• Kiểm soát dựa trên PC và các giao thức phổ biến để liên lạc an toàn, thành công với nhiều hệ thống khác nhau. Một câu thần chú mới trong SCADA và Internet of Things rộng hơn là, “tất cả quy về dữ liệu.” Có thể gửi dữ liệu từ các thiết bị SCADA một cách an toàn đến các hệ thống phân tích như Nền tảng IoT của IBM Watson, Azure, AWS, Google,… , sử dụng giao thức nhắn tin tiêu chuẩn công nghiệp MQTT , cho phép hiểu biết sâu sắc có thể hành động từ dữ liệu cảm biến. Để hỗ trợ bảo trì dự đoán trên các tài sản từ xa, khả năng Truy cập vào nhiều nguồn dữ liệu khác nhau để thông báo các quyết định ở biên cũng có tầm quan trọng ngày càng tăng,Edge Computing là một sự lựa chọn sáng giá. Công nghệ tích hợp trên mạng như Node-RED nguồn mở phổ biến phần mềm cho phép nhiều loại dữ liệu được truy cập và xử lý bằng giao diện người dùng kéo và thả trực quan.
• Phù hợp chuẩn công nghiệp. Raspberry rất rẻ tiền, tuyệt vời để tạo mẫu và cho phép lưu trữ, nhưng chúng không được chế tạo để hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt đặc trưng cho môi trường của hệ thống công nghiệp. Các hệ thống như vậy phải có khả năng hoạt động xung quanh lửa, nhiễu từ, nhiệt độ khắc nghiệt và những người có thể không xử lý thiết bị một cách nhẹ nhàng mọi lúc.
• Có tính Tùy biến. tùy chỉnh các sản phẩm cho phù hợp với từng ứng dụng của từng ngành dọc khác nhau, ví dụ có thể dùng để theo dõi đồng thời điều chỉnh các ứng dụng automation cho phù hợp với yêu cầu của người dùng trong ngành sản xuất (tăng tốc, thêm cơ cấu chấp hành, nhiều chương trình chạy khác nhau có thể lập trình lại được dễ dàng).

IoT Edge Gateway : Giải pháp cho kết nối IT-OT

Edge Gateway Internet of Things (IoT) là một thiết bị vật lý hoặc chương trình phần mềm đóng vai trò là điểm kết nối giữa đám mây và bộ điều khiển , cảm biến và thiết bị thông minh. Tất cả dữ liệu di chuyển lên đám mây hoặc ngược lại đều đi qua gateway, có thể là một thiết bị phần cứng hoặc chương trình phần mềm chuyên dụng. Edge Gateway IoT cũng có thể được gọi là gateway thông minh hoặc ở cấp độ điều khiển.

Một số cảm biến tạo ra hàng chục nghìn điểm dữ liệu mỗi giây. gateway cung cấp một nơi để xử lý trước dữ liệu đó cục bộ ở rìa trước khi gửi dữ liệu đó lên đám mây. Khi dữ liệu được tổng hợp, tóm tắt và phân tích chiến thuật ở rìa, nó sẽ giảm thiểu khối lượng dữ liệu cần được chuyển tiếp lên đám mây, điều này có thể ảnh hưởng lớn đến thời gian phản hồi và chi phí truyền mạng.

Một lợi ích khác của gateway IoT là nó có thể cung cấp bảo mật bổ sung cho mạng IoT và dữ liệu mà nó vận chuyển. Bởi vì gateway quản lý thông tin di chuyển theo cả hai hướng, nó có thể bảo vệ dữ liệu di chuyển lên đám mây khỏi bị rò rỉ và các thiết bị IoT không bị xâm nhập bởi các cuộc tấn công độc hại từ bên ngoài với các tính năng như phát hiện giả mạo, mã hóa , trình tạo số ngẫu nhiên phần cứng và công cụ mã hóa.

Các IoT Edge Gateway có các tính năng :

• Mục đích chính của edge gateway là cho phép kết nối với các cảm biến và bộ truyền động. Có nhiều giao thức công nghiệp tạo điều kiện cho các kiểu giao tiếp thiết bị khác nhau. Một giải pháp cạnh phải hỗ trợ các giao thức phổ biến nhất. Ví dụ, chúng bao gồm Z-Wave, ZigBee, KNX, Bluetooth LE, HomeConnect, Modbus, ONVIF, EnOcean, BACnet, OPC UA, LoRa, Siemens S7.
• Khả năng chạy các ứng dụng cục bộ là chìa khóa để cho phép xử lý dữ liệu cục bộ. Tùy thuộc vào miền, các ứng dụng mẫu bao gồm thuật toán phân tích, thông báo và cảnh báo dựa trên ngưỡng, ứng dụng chẩn đoán và giám sát cũng như bất kỳ mã phần mềm tùy chỉnh nào khác được thực thi trên cổng.
• Ngoài xử lý cục bộ, một cổng phải có khả năng lưu trữ dữ liệu cục bộ. Đây là chìa khóa để cho phép một cổng chạy tự động. Sự kết hợp giữa tính toán cục bộ và lưu trữ cục bộ sẽ cho phép cổng hoạt động ở chế độ ngắt kết nối.
• Bảo mật cần được tích hợp vào giải pháp cạnh. Một giải pháp cạnh phải cho phép kiểm soát truy cập dựa trên quyền, giao tiếp được mã hóa an toàn, quản lý chứng chỉ và tích hợp vào các giải pháp bảo mật hiện có.
• Các edge gateway yêu cầu một cách để quản lý và truy cập từ xa vào từng cổng riêng lẻ. Các tính năng quản lý từ xa sẽ cho phép khởi động, dừng, cấu hình và cập nhật từ xa một cổng và các thiết bị được gắn vào cổng đó. Một API mở sẽ cho phép các ứng dụng từ xa giao tiếp với cổng thông qua REST, WebSockets hoặc JSON-RPC.
• Cuối cùng, phần mềm Edge Platform cho một giải pháp tiên tiến phải có thể di động đến các nền tảng phần cứng khác nhau. Bạn không muốn rơi vào tình huống bị khóa vào giải pháp phần cứng và phần mềm của một nhà cung cấp cụ thể.