I gateway IP (Internet Protocol), utilizzati per collegare i dispositivi wireless non IP a Internet, sono diventati un componente chiave nello spazio crescente di Machine-to-Machine (M2M) e Internet of Things (IoT). Man mano che un numero crescente di dispositivi remoti richiede un collegamento a Internet, le aziende si trovano a far fronte alla difficile decisione di progettare un gateway cellulare/RF invece di cercare una soluzione pronta all'uso. In questo documento viene descritto il processo decisionale relativo alla creazione o all'acquisto a cui molte aziende devono fare fronte nell'ambiente M2M dinamico di oggi.
Perché è necessario un gateway?
Mentre le reti di rilevamento sparse e le risorse remote continuano a venire distribuite, la necessità di accedere ai dispositivi e ai dati remoti è fondamentale per ogni settore. Un numero sempre crescente di aziende utilizza le informazioni raccolte "in periferia" per migliorare i processi aziendali e l'efficienza operativa. Il gateway, a cui spesso si fa riferimento come "aggregatore di dati" è un elemento critico per il collegamento del dispositivo periferico alla rete IP. Un gateway fornisce un mezzo per eseguire il backhaul dei dati su una rete IP quando non è disponibile alcuna connettività IP o se viene negato l'accesso a una rete IP locale.
Quando si iniziano a valutare le scelte di gateway, è necessario considerare se l'accesso a una rete IP di un client viene negato per motivi di sicurezza validi. I gateway pronti all'uso forniscono una connessione basata su IP sicura per fornire in modo affidabile e trasparente i dati periferici in una piattaforma cloud e in un'applicazione aziendale dove non esiste alcuna rete. Un gateway pronto all'uso integrato con i servizi di sicurezza e cloud fornisce alle aziende un mezzo con cui gestire una rete di migliaia di dispositivi remoti in modo semplice e scalabile.
Mercato in rapida evoluzione
È in corso la rinascita del mercato dei gateway. Alcuni dei primi design e architetture di gateway cercavano di essere estremamente modulari, a prova di "bomba" e costosi. Questi primi gateway e le relative distribuzioni sono serviti allo scopo e hanno dimostrato che la tecnologia IT può funzionare in modo affidabile in un ambiente molto robusto. Oggi sono ancora necessarie soluzioni gateway estremamente resistenti, ma il bisogno di gateway più specifici per le applicazioni sta spingendo il mercato in nuove direzioni. Un esempio è il gateway Internet Liftmaster MyQ utilizzato per le applicazioni delle porte dei garage. Il gateway è davvero un dispositivo a funzione ridotta che consente a un utente di interfacciarsi con la porta del garage tramite le tecnologie ISM e 802.11. Il gateway non serve ad altro se non a interfacciarsi con la porta del garage. Inoltre i gateway, come ConnnectPort X2e® di Digi, consentono ai clienti di selezionare una soluzione pronta all'uso, nonché di personalizzarla per quei progetti che prevedono requisiti di applicazione specifici.
Considerazioni sul confronto tra la creazione e l'acquisto
Creare o acquistare? Si tratta di una delle decisioni più importanti da prendere quando si cerca di sviluppare e distribuire una soluzione di sistema intelligente, in quanto promuove e influenza tutte le decisioni future.
Oltre agli aspetti tecnici del design del gateway, ulteriori considerazioni relative alle opzioni di connettività, l'offerta o la vendita di altri servizi o applicazioni personalizzati e ciò che verrà incluso nei costi sono tutti criteri che un cliente deve comprendere prima di decidere se creare o acquistare.
Molte aziende non riescono a sviluppare gateway propri perché hanno tentato di sviluppare la tecnologia al di fuori delle proprie competenze di base. La progettazione di un gateway è fattibile, ma senza la giusta
esperienza si rischia di compromettere il progetto e aggiungere mesi e mesi di lavoro. L'acquisto di un gateway certificato dall'operatore e PTCRB è un modo sicuro di introdurre in tempo una soluzione sul mercato, in grado di fornire la connettività di rete necessaria, ridurre il rischio di progettazione e abbattere i costi di certificazione complessivi. È fondamentale che le aziende sappiano in che cosa eccellono e, fattore ancora più importante, in che cosa non se la cavano.
Altre considerazioni sul confronto tra la creazione e l'acquisto
Time-to-market
o I progetti di gateway possono aggiungere tempo e costi notevoli a una progettazione
Scelte e compromessi di hardware e connettività
o Sotto GHz, 2,4 GHz, Ethernet, 802.11, cellulare e satellite
Sviluppo software
o Quale firmware e quali informazioni locali devono essere integrati nel gateway? o Sicurezza
o Servizio cloud
Certificazioni
o Normativa e operatore
Costi di manutenzione e supporto
o Tecnica, normativa e operatore
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Aggiornamenti firmware over-the-air
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Aggiornamenti e patch di sicurezza
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Risorse e competenze nei sistemi wireless complessi
La progettazione e lo sviluppo di un gateway mediante lo sfruttamento di un progetto di riferimento da aziende quali Freescale, STMicro o Texas Instruments è un approccio alla creazione di un gateway personalizzato. L'utilizzo di un progetto di riferimento è un valido metodo per la progettazione di un gateway, ma lo sviluppo di una soluzione affidabile, in grado di scalare man mano che l'azienda cresce è molto più complesso. La selezione di un gateway che utilizza un client API open source può ridurre i requisiti di sviluppo software. I gateway che utilizzano Python, ad esempio ConnectPort X2e di Digi basato sulla tecnologia i.MX28 di Freescale® Semiconductor, fornisce ai clienti flessibilità e facilità di utilizzo.
Caso studio: come creare impianti solari semplici, facili e dai costi contenuti
La tecnologia basata sull'energia solare ha fatto progressi enormi, proprio come la tecnologia di gateway IP è progredita negli ultimi anni. In un passato non così distante, le installazioni di pannelli solari erano molto costose per il cliente. Il mercato era concentrato sulle case residenziali, mentre le aziende ritenevano che l'implementazione fosse cara. Anche il monitoraggio dei sistemi rappresentava un problema, in particolare dove in grandi complessi di uffici esisteva un sistema di automazione di edifici.
Man mano che il costo dei pannelli solari diminuiva e il movimento dell'"energia intelligente" acquisiva slancio, i produttori di pannelli solari iniziavano ad espandersi nello spazio commerciale. Affinché le implementazioni avessero successo, dovevano venire soddisfatti diversi requisiti chiave.
- Capacità di monitorare in remoto lo stato del sistema su lunghe distanze
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Scalabile
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Sicuro
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Capacità di lavorare al di fuori dell'infrastruttura di rete esistente
- Costi contenuti come parte di una soluzione totale
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Affidabile
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Includere tutte le certificazioni wireless necessarie
Nel tentativo di ispirare il settore, le aziende di pannelli solari hanno scoperto che un dispositivo gateway IP, nell'ambito di un sistema a energia solare, era in grado di soddisfare questi requisiti ed entrare rapidamente nel mercato.
In un'applicazione simile ConnectPort X2e di Digi forniva una soluzione preziosa:
Il gateway ConnectPort X2e includeva:
- ZigBee a 2,4 GHz
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Ethernet
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Opzione per un modello di gateway con cellulare
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Firmware specifico in grado di soddisfare le esigenze dell'applicazione
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Connettività remota per:
o Monitorare le installazioni remote per lo stato del sistema o aggiornare in remoto il firmware sui nodi remoti
La connettività remota veniva abilitata mediante l'aggiunta di Device Cloud di EtheriosTM alla soluzione complessiva. Ciò, insieme all'opzione cellulare sugli impianti remoti, consentiva di creare una rete dove non ne esisteva alcuna o evitare le complicazioni e il lavoro derivanti dall'utilizzo di una rete esistente.