Tận dụng các thiết bị serial hiện hữu trong IoT

Thay thế các thiết bị cũ – đó là suy nghĩ đầu tiên mà người ta nghĩ đến khi đề cập tới IoT. Một khái niệm không nhất thiết phải chính xác. Trên thực tế, yêu cầu đặt ra là tìm kiếm một cách thức để khai thác tốt hơn những cái cũ nhằm đạt được những mục đích mới qua đó cải thiện hoạt động kinh doanh.

Trong kỷ nguyên IoT, vấn đề quan trọng nhất là kết nối mọi thứ tới Internet. Theo như nghiên cứu IMS, 85% thiết bị cấp trường là những thiết bị cũ. Nhiều thiết bị trong số đó được bố trí ở những khu vực xa xôi và chưa kết nối với Internet. Một lượng lớn các thiết bị hiện hữu là các thiết bị serial và vẫn đóng vai trò chính trong việc thu thập và báo cáo dữ liệu từ những ứng dụng khác nhau trên toàn thế giới. Giá trị của dữ liệu ngày càng tăng và khi dữ liệu càng trở nên di động hơn thì có thể truy cập chúng bởi các ứng dụng và tận dụng để đạt được các mục đích giám sát. Do đó, thách thức trước mắt đối với IoT công nghiệp là khiến các thiết bị hiện hữu hoạt động online. Dự đoán tới năm 2020 số lượng các thiết bị kết nối tới Internet sẽ lên đến 50 tỷ.

Một vài câu hỏi khi theo đuổi kết nối toàn diện. Một câu hỏi thường trực là: Liệu có vị trí nào cho serial – to – Ethernet trong IoT công nghiệp? Vì nhiều lý do thực tế, câu trả lời đơn giản là có. Thời gian sử dụng thiết bị, truyền thông đơn giản và chi phí hợp lý khiến serial-to-Ethernet trở thành hiện tượng trong IoT. Bài viết này chỉ ra ba nhân tố nổi bật về kết nối serial-to-Ethernet trong IoT công nghiệp.

1.Nếu thiết bị vẫn hoạt động, hãy tận dụng chúng

Nhiều thiết bị hiện hữu có tuổi thọ dài, hoạt động một cách bền bỉ trong suốt khoảng thời gian 30 năm. Vậy thì tại sao phải thay thế những thiết bị đó trong khi chúng vẫn hoạt động tốt? Thứ nhất, xét về khía cạnh tài chính, việc thay thế này là không hợp lý. Các doanh nghiệp với ngân sách hạn chế sẽ không có đủ tiềm lực tài chính để nâng cấp một lượng lớn các thiết bị nhúng và họ sẽ bị đánh bại trong kỷ nguyên IoT này. Thứ hai, với thiết đơn giản, dễ dàng điều khiển, chi phí triển khai thấp, dễ bảo trì tất cả điều này đã chứng minh được vị trí của các thiết bị serial trong IoT công nghiệp.

IoT cần liên kết với quá khứ. Thay vào đó, trọng tâm là sử dụng các tài sản hiện có một cách thông minh hơn để khai thác tiềm năng của IoT công nghiệp. Lợi ích khi kết nối các thiết bị hiện hữu vào Internet rất đa dạng: khai thác các dữ liệu, sửa lỗi từ xa và bảo dưỡng dự phòng và còn nhiều lợi ích nữa. Do đó, Winston Churchill có nói: “Stay calm and carry on”.

2.Vấn đề đơn giản nhưng không dễ dàng xử lý

Tìm hiểu cách khai thác lợi thế của IoT không phải là vấn đề quá phức tạp. Một hệ thống có thiết kế tốt là phải hoạt động tốt nhất theo một cách đơn giản chứ không phải biến chúng trở nên phức tạp. Khi IoT càng phát triển, càng nhiều cảm biến được bố trí để khai thác dữ liệu cấp trường. Để truy cập và truyền dữ liệu ở cấp trường, công nghệ cảm ứng chủ yếu dựa trên truyền thông nối tiếp, đơn giản lại dễ dàng triển khai và sử dụng. Công nghệ sóng bề mặt tiên tiến là một ví dụ hoàn hảo. Xu hướng trong ngành công nghiệp cảm biến là tiếp tục tập trung vào phát triển của công nghệ cảm biến tinh vi trong khi tiếp tục sử dụng truyền thông nối tiếp bởi sự đơn giản trong cách sử dụng của nó.

3.Tiết kiệm chi phí

Xét về khía cạnh tài chính, việc tận dụng các thiết bị serial và truyền thông serial – to – Ethernet là điều hợp lý. So sánh với việc sử dụng các thiết bị Ethernet trong một cấu trúc Ethernet thuần túy, truyền thông serial – to – Ethernet có thể tiếp kiệm đến 20% tổng chi phí xây dựng hệ thống mạng. Một vấn đề vô cùng quan trọng không thể bỏ qua là yêu cầu về độ chính xác của thiết bị. Nếu là một thiết bị xử lý khối lượng dữ liệu nhỏ như đồng hồ công suất, đồng hồ nước thì mặc nhiên sẽ sử dụng các thiết bị serial bởi nó rẻ hơn công nghệ Ethernet song vẫn mang lại hiệu quả tương tự. Một vấn đề cần xem xét khác là khoảng thời gian được yêu cầu giữa những lần cập nhật dữ liệu. Nếu chỉ cần cập nhật dữ liệu 5 phút một lần, ví dụ trong các ứng dụng không quan trọng thì không cần loại bỏ các kết nối serial – to – Ethernet.

Một vấn đề cần xem xét thêm về hoạt động SCAFA đó chính là chi phí của các địa chỉ IP. Trong hệ thống SCADA, số lượng các địa chỉ IP sẽ ảnh hưởng đến chi phí. Hầu hết các doanh nghiệp vừa và nhỏ thường lựa chọn các địa chỉ IP 1000 điểm nhằm dễ dàng kiểm soát chi phí. Trong khi một cấu trúc Ethernet thuần túy đòi hỏi một địa chỉ IP riêng cho mỗi thiết bị kết nối, cấu trúc serial-to-Ethernet có thêm lợi thế là kết hợp một vài thiết bị tới bộ chuyển đổi serial sang Ethernet với một địa chỉ IP duy nhất.

Giải pháp Serial-to-Ethernet

Vấn đề thực sự của IoT công nghiệp là kết nối một lượng lớn các thiết bị sử dụng các chuẩn kết nối và giao thức truyền thông khác nhau vào Internet. Giải pháp Serial-to-Ethernet khiến việc tích hợp các thiết bị vào hệ thống Ethernet trở nên dễ dàng hơn. Những giải pháp này tạo điều kiện thuận lợi để tối ưu hóa hiệu quả của các thiết bị hiện hữu, ngăn ngừa các sự cố và tạo ra các dịch vụ mới. Các bộ chuyển đổi serial và chuyển đổi giao thức là các giải pháp có khả năng kết nối các điểm cuối serial để thu thập dữ liệu và truyền tải chúng phục vụ hoạt động phân tích. Để tích hợp liền mạch, các nhà tích hợp hệ thống nên xử lý trên các gateway để quá trình triển khai, sử dụng và xử lý sự cố được dễ dàng đồng thời giảm thiểu chi phí.

Giải pháp của Moxa

Khi IoT phát triển, cấu trúc serial-to-Ethernet sẽ vẫn được duy trì. Các nhà tích hợp hệ thống cần lựa chọn giải pháp serial-to-Ethernet tốt nhất cho hệ thống mạng của mình dựa trên những tiến bộ công nghệ và chi phí. Để làm được điều này họ cần tìm kiếm những nhà cung cấp có thể cung cấp danh mục các giải pháp truyền thông công nghiệp đa dạng. Về khía cạnh này, Moxa –  nhà sản xuất và cung cấp hàng đầu về các thiết bị kết nối serial sang Ethernet phát triển 2 dòng sản phẩm là Nport và Mgate. Bộ chuyển đổi serial sang Ethernet Nport có rất nhiều chế độ vận hành, được trang bị nhiều tính năng tiên tiến giúp đơn giản hóa quá trình vận hành, tối đa hóa lợi ích của kết nối serial sang Ethernet. Bộ chuyển đổi giao thức Mgate của Moxa cho phép chuyển đổi giao thức giữa SCADA/PLC và các thiết bị với các giao thức khác nhau. Dễ dàng cấu hình, bảng điều khiển web thân thiện với người sử dụng, dễ bảo trì, tích hợp giám sát và chẩn đoán, hoạt động ổn định là những tính năng vượt trội của Mgate so với những sản phẩm khác.