Cách quản lý dữ liệu thiết bị cho IoT và AI

Các nhà sản xuất thiết bị IIoT phải chọn phần cứng được tối ưu hóa để đảm bảo an toàn trong thời gian chạy và độ tin cậy theo thời gian thực.

Nhiều nhóm bắt đầu với các sản phẩm cơ sở dữ liệu mã nguồn mở đơn giản vì chúng miễn phí, chỉ để sau đó phát hiện ra rằng các công cụ như vậy không được tối ưu hóa cho các ràng buộc nhúng hoặc độ tin cậy theo thời gian thực. Các hệ thống này thường thiếu tính xác định, an toàn khi mất điện và kiến trúc quản lý dữ liệu thống nhất trải dài trên thiết bị và cổng. Nếu không có giải pháp dữ liệu nhúng đầu cuối, các nhà phát triển phải kết hợp các lớp lưu trữ, phân tích và giao tiếp lại với nhau, một cách tiếp cận gây ra rủi ro về độ trễ, độ phức tạp và bảo trì.

Đảm bảo an toàn trong thời gian chạy

Một giải pháp thực sự hiệu quả trước tiên phải đảm bảo hiệu suất xác định, có nghĩa là việc nhập dữ liệu và truy vấn luôn đáp ứng thời gian phản hồi có thể dự đoán được bất kể tải CPU hay tranh chấp bộ nhớ. Xử lý dữ liệu hiệu quả là rất quan trọng đối với các vòng điều khiển, chức năng an toàn và ra quyết định quan trọng về thời gian ở biên, đặc biệt là khi các thiết bị được giao nhiệm vụ suy luận AI thường xuyên.

Một giải pháp quản lý dữ liệu hiệu quả cũng phải đạt được hiệu quả tài nguyên, chạy trong phạm vi hàng chục hoặc hàng trăm kilobyte RAM và bộ nhớ flash, phổ biến trong các thiết kế dựa trên MCU và MPU công suất thấp, mà không ảnh hưởng đến tốc độ hoặc độ tin cậy. Độ bền dữ liệu và an toàn khi mất điện đều cần thiết như nhau trong môi trường công nghiệp, nơi thường xuyên bị gián đoạn điện hoặc mất điện. Các giải pháp tốt nhất sử dụng các giao dịch nguyên tử với cơ chế ghi nhật ký hoặc sao chép khi ghi để đảm bảo rằng không có dữ liệu nào bị mất hoặc bị hỏng.

Hoạt động hiện trường đáng tin cậy

Ngoài độ an toàn trong thời gian chạy, độ bền của flash và lưu trữ xác định thời gian thiết bị có thể hoạt động đáng tin cậy tại hiện trường. Vì hầu hết các thiết bị nhúng đều dựa vào bộ nhớ flash, giải pháp quản lý dữ liệu phải quản lý cẩn thận việc khuếch đại ghi, nén và cân bằng mài mòn để kéo dài tuổi thọ của phương tiện lưu trữ. Công nghệ Internet vạn vật công nghiệp (IIoT) cho phép các thiết bị chia sẻ thông tin một cách linh hoạt.

Bảo mật và kiểm soát truy cập cũng không thể thương lượng, yêu cầu mã hóa và xác thực tích hợp để bảo vệ cảm biến và dữ liệu hoạt động khỏi truy cập trái phép, cho dù hệ thống là cục bộ, được kết nối với cổng hay được đồng bộ hóa với đám mây. Ngoài ra, các tính năng kết nối và phân phối dữ liệu là chìa khóa để mở rộng quy mô hệ thống một cách hiệu quả: Giải pháp phải cho phép đồng bộ hóa có chọn lọc, lọc và trao đổi dữ liệu nhận biết băng thông để chỉ các bản tóm tắt, cảnh báo hoặc bất thường có ý nghĩa mới đi qua các liên kết giao tiếp hạn chế.

Cuối cùng, khả năng bảo trì và khả năng phát triển đảm bảo rằng các thiết bị vẫn hoạt động và có thể nâng cấp trong nhiều năm triển khai, cho phép cập nhật lược đồ, nâng cấp phiên bản và bản vá OTA mà không làm dừng các quy trình công nghiệp hoặc yêu cầu can thiệp thủ công phức tạp.

Nền tảng ITTIA DB cho phép các nhà sản xuất triển khai trên các MCU và MPU để tạo thành đường trục dữ liệu cho AI biên trên thiết bị. Trên MCU, nó thu thập các luồng cảm biến một cách xác định trong ngân sách RAM / flash nhỏ, duy trì chuỗi thời gian một cách an toàn thông qua các sự kiện nguồn và hiển thị các chỉ mục / bộ nhớ đệm tính năng nhỏ gọn để các mô hình nhẹ có thể chạy suy luận trong mili giây mà không cần đám mây khứ hồi. Trên MPU, cùng một dữ liệu được sắp xếp thành các lược đồ phong phú hơn (tính năng, nhãn), cho phép suy luận cục bộ ở thông lượng cao hơn và đào tạo có chọn lọc, gia tăng hoặc tinh chỉnh bằng cách sử dụng các lô được quản lý từ dữ liệu biên.

ITTIA DB quản lý độ mòn flash thực thi mã hóa và hỗ trợ tìm kiếm sự tương đồng hoặc phát hiện bất thường trong khi đồng bộ hóa có chọn lọc chỉ chia sẻ và phân phối các bản tóm tắt, tín hiệu trôi hoặc trường hợp cứng với các cổng bên trong hệ thống. Quy trình MCU-to-MPU này mang lại các quyết định nhanh chóng ở biên, cải tiến liên tục các mô hình và băng thông và độ trễ thấp hơn mà không làm giảm độ tin cậy hoặc khả năng bảo trì.

Cùng với nhau, các thành phần này tạo thành một nền tảng gắn kết, sẵn sàng cho tương lai cho trí thông minh nhúng, cung cấp cho các nhà sản xuất công nghiệp một giải pháp đầu cuối hoàn chỉnh để quản lý, xử lý, quan sát và phân phối dữ liệu. Với ITTIA, các nhà phát triển không còn phải thỏa hiệp giữa hiệu suất và độ tin cậy; họ có được một nền tảng mở rộng quy mô và phát triển với các thiết bị của họ và cho phép thế hệ tiếp theo của các hệ thống công nghiệp an toàn, xác định, sẵn sàng cho IIoT và AI.

Theo automation.com