การบันทึกข้อมูลออฟไลน์และการจัดเก็บและส่งต่อในเกตเวย์ IoT อุตสาหกรรม

เหตุใดความสามารถแบบออฟไลน์จึงมีความสำคัญ

สถานีตรวจอากาศ เกษตรกรรม อุทกวิทยา และคุณภาพน้ำที่อยู่ห่างไกลมักขึ้นอยู่กับเครือข่ายโทรศัพท์เคลื่อนที่ซึ่งอาจถูกรบกวนด้วยสัญญาณที่อ่อน การบำรุงรักษาของผู้ปฏิบัติงาน หรือปัญหาด้านพลังงาน เซิร์ฟเวอร์ของลูกค้าสามารถออฟไลน์ได้เช่นกัน หากไม่มีการเก็บรักษาในพื้นที่ ระบบตรวจสอบอาจสูญเสียข้อมูลที่จำเป็นในการวิเคราะห์พายุ เหตุการณ์น้ำท่วม หรือความผิดปกติของอุปกรณ์

การบันทึกข้อมูลในเครื่องเทียบกับแคชออฟไลน์

สถานที่จัดเก็บข้อมูล

คลาสเกตเวย์ที่แตกต่างกันใช้แฟลชภายใน การ์ด TF ภายนอก ไดรฟ์ USB หรือฐานข้อมูลแบบฝัง ไม่ได้ถือว่าข้อกำหนดคุณลักษณะหน่วยความจำพาดหัวเท่ากับพื้นที่ว่างสำหรับข้อมูลประวัติ ระบบปฏิบัติการและการแบ่งพาร์ติชันลดความจุในการใช้งาน ในทำนองเดียวกัน เกตเวย์ที่รองรับ USB อาจใช้ไดรฟ์ USB สำหรับการสำรองข้อมูล แทนที่จะสตรีมมิ่งแบบเรียลไทม์อย่างต่อเนื่อง

ไฟล์ฐานข้อมูลเทียบกับไฟล์ CSV

เฟิร์มแวร์บางตัวจัดเก็บบันทึกไว้ในไฟล์ฐานข้อมูลสไตล์ SQLite ในเครื่อง สิ่งนี้มีประสิทธิภาพสำหรับเกตเวย์ แต่อาจต้องใช้เครื่องมือฐานข้อมูลเพื่อส่งออก CSV ผลิตภัณฑ์บันทึกข้อมูลหรือเวอร์ชันเฟิร์มแวร์อื่นๆ สามารถส่งออก CSV ได้โดยตรง สำหรับการจัดซื้อ “รองรับพื้นที่เก็บข้อมูล USB” และ “USB ส่งออก CSV โดยตรง” ควรถือเป็นข้อกำหนดสองประการที่แตกต่างกัน

CSV น่าสนใจสำหรับการวิจัยและการบำรุงรักษา เนื่องจากสามารถเปิดได้ด้วยซอฟต์แวร์สเปรดชีตและนำเข้าสู่เครื่องมือวิเคราะห์ พื้นที่จัดเก็บฐานข้อมูลมักจะดีกว่าสำหรับระบบฝังตัว เนื่องจากจะจัดการบันทึกที่จัดทำดัชนีและการเขียนส่วนเพิ่มได้อย่างน่าเชื่อถือมากขึ้น

วิธีประมาณระยะเวลาการจัดเก็บ

ไม่ได้ประมาณการการเก็บรักษาจากจำนวนเซ็นเซอร์เท่านั้น สูตรที่มีประโยชน์จะขึ้นอยู่กับขนาดบันทึกและช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่าง บันทึก JSON ที่มีชื่อฟิลด์สั้น 15 ชื่อสามารถมีขนาดแตกต่างจากบันทึกไบนารีหรือฐานข้อมูลแบบย่อได้มาก วิธีที่ปลอดภัยที่สุดคือการสร้างบันทึกจริงหนึ่งรายการจากการกำหนดค่าที่ต้องการและวัดผล

สูตรการวางแผนโดยประมาณคือ: ระยะเวลาการจัดเก็บ = ไบต์ที่ใช้งานได้ ۞ ไบต์ต่อบันทึก ۞ เรคคอร์ดต่อวัน บันทึกต่อวัน = 86,400 วินาที KW ช่วงเวลาการสุ่มตัวอย่างเป็นวินาที เพิ่มระยะขอบสำหรับดัชนี ข้อมูลเมตา และค่าใช้จ่ายของระบบไฟล์

ตัวอย่าง: การสุ่มตัวอย่าง 10 นาทีเทียบกับ 15 นาที

ในช่วงเวลา 10 นาที ชุดช่องสัญญาณหนึ่งชุดจะสร้างบันทึกได้ 144 รายการต่อวัน ในช่วงเวลา 15 นาที จะสร้าง 96 บันทึกต่อวัน การเพิ่มช่วงเวลาจึงขยายการเก็บรักษาอย่างมีนัยสำคัญ แต่ช่วงเวลาที่ถูกต้องควรขึ้นอยู่กับกระบวนการทางกายภาพ ระดับน้ำท่วมหรือเหตุการณ์สภาพอากาศที่รวดเร็วอาจต้องใช้เวลาน้อยกว่าความชื้นในดินหรือการติดตามแนวโน้มสิ่งแวดล้อมในระยะยาว

การจัดเก็บและส่งต่อควรทำงานอย่างไร

ขั้นตอนการทำงานที่มีประสิทธิภาพคือ: เกตเวย์สุ่มตัวอย่างเซ็นเซอร์ พยายามอัปโหลด ตรวจพบว่าเครือข่ายหรือเซิร์ฟเวอร์ไม่พร้อมใช้งาน เขียนบันทึกที่ยังไม่ได้ส่งไปยังที่จัดเก็บในตัวเครื่อง รวบรวมต่อไป จากนั้นเชื่อมต่อใหม่โดยอัตโนมัติ และส่งอีกครั้งเมื่อมีการสื่อสารกลับมา การใช้งานภาคสนามอาจส่งบันทึกอีกครั้งอย่างรวดเร็วทีละรายการ

หากการเรียงลำดับเวลาที่เข้มงวด การขจัดข้อมูลซ้ำซ้อน หรือการเผยแพร่แบบเรียลไทม์พร้อมกันมีความสำคัญต่อฐานข้อมูลลูกค้า ให้ตรวจสอบรายละเอียดเหล่านี้ด้วยเฟิร์มแวร์ที่แน่นอน “รองรับแคชออฟไลน์” ไม่ได้กำหนดนโยบายการเล่นซ้ำทุกรายการโดยอัตโนมัติ

ลักษณะการทำงานออฟไลน์ของ MQTT และ HTTP อาจแตกต่างกัน

โดยทั่วไปจะใช้ Store-and-forward สำหรับการวัดและส่งข้อมูลทางไกล แต่เส้นทางการลองใหม่จริงอาจแตกต่างกันไปตามโปรโตคอล หากโปรเจ็กต์กำหนดให้แคชข้อมูล HTTP POST โดยเฉพาะและส่งอีกครั้งหลังจากการหยุดทำงาน ให้ทดสอบเส้นทางเฟิร์มแวร์ HTTP ที่แน่นอน แทนที่จะคิดว่าฟีเจอร์แคช MQTT ที่ยืนยันแล้วทำงานเหมือนกัน

การวิจัยและการบันทึกภาคสนามแบบออฟไลน์เท่านั้น

บางโครงการ ไม่จำเป็นต้องมีเครือข่ายภายนอก สถาบันวิจัยอาจเชื่อมต่อเซ็นเซอร์กับเครื่องบันทึกข้อมูล ปล่อยให้สถานีทำงานเป็นเวลาหลายสัปดาห์ และดึงข้อมูลเป็นระยะด้วย USB หรือที่เก็บข้อมูล TF ในกรณีนี้ ลำดับความสำคัญในการเลือกจะเปลี่ยนจากประสิทธิภาพ 4G เป็นความน่าเชื่อถือในการจัดเก็บข้อมูลในเครื่อง ความแม่นยำในการประทับเวลา กำลังเซ็นเซอร์ รูปแบบข้อมูล และความง่ายในการส่งออก

คำถามที่ต้องใส่ใน RFQ

1. สื่อจัดเก็บข้อมูลใดที่ใช้สำหรับประวัติปกติและสำหรับแคชที่ยังไม่ได้ส่ง
2. แอปพลิเคชันมีพื้นที่เก็บข้อมูลที่ใช้งานได้เท่าใด
3. การเก็บรักษาถูกจำกัดด้วยวัน บันทึก ไบต์ หรือเปอร์เซ็นต์ของพื้นที่จัดเก็บหรือไม่
4. ไฟล์/ฐานข้อมูลรูปแบบใดที่ใช้ในเครื่อง?
5. ผู้ใช้สามารถส่งออก CSV ได้โดยตรงหรือจำเป็นต้องแปลงหรือไม่
6. เกตเวย์เชื่อมต่อใหม่โดยอัตโนมัติหลังจาก 4G หรือเซิร์ฟเวอร์ล้มเหลวหรือไม่
7. บันทึกแคชจะถูกส่งอีกครั้งโดยอัตโนมัติหลังจากการกู้คืนหรือไม่
8. ลำดับการเล่นซ้ำคืออะไร และบันทึกที่ซ้ำกันมีการจัดการอย่างไร
9. เกตเวย์สามารถสุ่มตัวอย่างต่อในขณะที่มีการส่ง Backlog อีกครั้งได้หรือไม่
10. ลูกค้าสามารถติดตั้งการ์ด TF หรือไดรฟ์ USB ของตนเองได้หรือไม่ และต้องใช้รูปแบบใด

การทดสอบการยอมรับความน่าเชื่อถือแบบออฟไลน์

1. เรียกใช้ระบบออนไลน์และยืนยันการประทับเวลาปกติและอัปโหลด
2. ยกเลิกการเชื่อมต่ออัปลิงค์มือถือ/เครือข่ายในขณะที่ปล่อยให้เซ็นเซอร์และเกตเวย์ขับเคลื่อนอยู่
3. ปล่อยให้มีรอบการสุ่มตัวอย่างหลายรอบเพื่อสะสมภายในเครื่อง
4. คืนค่าการเชื่อมต่อและตรวจสอบการเชื่อมต่อใหม่อัตโนมัติ
5. เปรียบเทียบฐานข้อมูลเซิร์ฟเวอร์กับการประทับเวลาท้องถิ่นเพื่อยืนยันการกู้คืนช่วงเวลาที่ขาดหายไป
6. จ่ายไฟให้กับเกตเวย์ในระหว่างที่ไฟฟ้าดับ หากจำเป็นต้องมีความสามารถในการฟื้นตัวจากการสูญเสียพลังงาน
7. ส่งออกประวัติในเครื่องเพื่อตรวจสอบการเข้าถึงการบำรุงรักษาและรูปแบบไฟล์
8. บันทึกเฟิร์มแวร์ สื่อจัดเก็บข้อมูล และพฤติกรรมการเก็บรักษา/การเล่นซ้ำที่ทดสอบแล้วสำหรับการส่งมอบ

คำถามที่พบบ่อย

Q1: การจัดเก็บและส่งต่อในเกตเวย์ IoT คืออะไร

A1. เป็นกระบวนการจัดเก็บการวัดและส่งข้อมูลทางไกลไว้ภายในเครื่องเมื่อการส่งมอบล้มเหลว และส่งสัญญาณซ้ำโดยอัตโนมัติหลังจากที่การสื่อสารได้รับการกู้คืนแล้ว

Q2: การบันทึกข้อมูลในเครื่องเหมือนกับแคชออฟไลน์หรือไม่

A2. ไม่ การตัดไม้ในท้องถิ่นถือเป็นประวัติศาสตร์ที่ต่อเนื่อง แคชออฟไลน์ปกป้องบันทึกที่ไม่สามารถอัปโหลดโดยเฉพาะ บันทึกช่วงที่ตกลงไว้ การตอบสนองต่อสัญญาณเตือน การตรวจสอบอินเทอร์เฟซ และหลักฐานการบำรุงรักษาไว้ในเอกสารทดสอบเดินระบบหรือเอกสารตรวจรับ

Q3: เกตเวย์ IoT สามารถจัดเก็บข้อมูลโดยไม่ต้องเชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตได้หรือไม่

A3. ใช่ หากรุ่นที่เลือกมีการบันทึกในเครื่องไปยัง Flash, การ์ด TF, USB หรือสื่อบันทึกข้อมูลอื่น บันทึกช่วงที่ตกลงไว้ การตอบสนองต่อสัญญาณเตือน การตรวจสอบอินเทอร์เฟซ และหลักฐานการบำรุงรักษาไว้ในเอกสารทดสอบเดินระบบหรือเอกสารตรวจรับ

Q4: USB สามารถใช้กับเอาต์พุตข้อมูลแบบเรียลไทม์ได้หรือไม่

A4. ไม่จำเป็น. บนเกตเวย์จำนวนมาก USB มีไว้สำหรับการสำรองข้อมูลหรือส่งออกประวัติด้วยตนเอง แทนที่จะเป็นสตรีมแบบเรียลไทม์ที่ต่อเนื่อง

Q5: ข้อมูลในเครื่องจะเป็น CSV เสมอหรือไม่

A5. ไม่ เฟิร์มแวร์บางตัวใช้ไฟล์ฐานข้อมูลและจำเป็นต้องส่งออก CSV ในภายหลัง ระบุรูปแบบที่ต้องการในโครงการ บันทึกช่วงที่ตกลงไว้ การตอบสนองต่อสัญญาณเตือน การตรวจสอบอินเทอร์เฟซ และหลักฐานการบำรุงรักษาไว้ในเอกสารทดสอบเดินระบบหรือเอกสารตรวจรับ

Q6: ฉันจะคำนวณได้อย่างไรว่าเกตเวย์สามารถจัดเก็บได้กี่วัน

A6. วัดขนาดบันทึกจริง คำนวณบันทึกต่อวันจากช่วงเวลาสุ่มตัวอย่าง จากนั้นแบ่งพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่ใช้งานได้ตามปริมาณข้อมูลรายวัน และรวมส่วนต่างค่าใช้จ่าย

Q7: ข้อมูลแคชจะถูกส่งโดยอัตโนมัติหลังจากเครือข่ายกลับมาหรือไม่

A7. เมื่อเปิดใช้งานฟังก์ชันแคชออฟไลน์และสนับสนุนโดยโปรโตคอลที่กำหนดค่าไว้ เกตเวย์สามารถเชื่อมต่อและส่งบันทึกที่เก็บไว้อีกครั้งได้

Q8: ฉันควรทดสอบการหยุดทำงานของเซิร์ฟเวอร์และการหยุดทำงานของ 4G แยกกันหรือไม่

A8. ใช่. ทั้งสองสามารถหยุดการส่งได้ แต่พฤติกรรมการเชื่อมต่อใหม่และลองอีกครั้งอาจแตกต่างกัน และควรได้รับการตรวจสอบโดยแยกจากกัน

สรุป

สำหรับการบันทึกข้อมูลออฟไลน์และการจัดเก็บและส่งต่อในเกตเวย์ IoT อุตสาหกรรม ข้อกำหนดโครงการควรเชื่อมโยงสภาพพื้นที่ การตั้งค่าอินเทอร์เฟซ การทดสอบเดินระบบ และบันทึกบำรุงรักษา ยืนยันขอบเขตเหล่านี้ก่อนอนุมัติรุ่น และเก็บหลักฐานตรวจรับที่วัดได้ไว้สำหรับแก้ปัญหาและขยายระบบ