Otvoreni kod u IoT-u: platforme, podaci i edge AI koji čine razliku

  • Otvorene IoT platforme (DeviceHive, ThingSpeak, Mainflux, Thinger.io, OpenRemote) i Google Cloud IoT pokrivaju povezivost, upravljanje i analitiku.
  • Industrijski paket sa Chirpstack-om, Node-RED-om, TICK-om, Grafanom i InfluxDB-om za akviziciju, obradu i vizualizaciju podataka u realnom vremenu.
  • Ključni resursi podataka/infrastrukture (Hudi, Iceberg, Superset, CockroachDB, DuckDB, Istio, Bun, CPython, HTMX/Hyperscript, Claude 2).

AIoT

Ekosistem Interneta stvari nekontrolisano raste, a softver otvorenog koda igra vodeću ulogu. Od IoT platformi do alata za podatke i AI modela za rub mrežePostoji niz opcija koje vam omogućavaju da izgradite moćna rješenja uz razumne troškove i veliku fleksibilnost. Ako razmišljate koju tehnologiju usvojiti, evo kompletnog i praktičnog vodiča s najrelevantnijim informacijama.

Prije nego što se upustimo u temu, važno je razjasniti neke koncepte. "Otvoreni kod" nije baš isto što i "slobodni softver"Izbor između okvira otvorenog koda ili prilagođene platforme može napraviti veliku razliku u sigurnosti, troškovima i evoluciji vašeg projekta. Nadalje, ako radite s uređajima s ograničenim resursima, bit će vam zanimljivo i saznati koji lagani modeli umjetne inteligencije dobro funkcioniraju na rubu mreže.

Besplatni softver u odnosu na softver otvorenog koda

Pojmovi se često brkaju, ali imaju važne nijanse. Slobodni softver daje prioritet korisničkim slobodamaSloboda pokretanja, proučavanja, modifikacije i redistribucije programa, s četiri slobode FSF-a kao centralnim fokusom. Otvoreni kod, s druge strane, naglašava dostupnost izvornog koda za pregled, modifikaciju i distribuciju. iako licence mogu nametnuti uslove o redistribuciji ili promjenama i ne teže uvijek istim ciljevima kao pokret za slobodan softver.

Drugim riječima, Fokus slobodnog softvera je na korisničkim pravimaIako se otvoreni kod fokusira na otvoreni kod i saradnju, naravno postoje preklapanja, ali njihove filozofije i ciljevi nisu identični.

Šta je tačno IoT platforma?

IoT platforma je okosnica koja povezuje uređaje, podatke i aplikacije. Pruža infrastrukturu i gradivne blokove za razvoj vaše usluge: komunikacija s uređajimaUpravljanje i obezbjeđivanje, sigurnost, integracija u oblaku i alati za analitiku, između ostalog. U suštini, Omogućava vam da se fokusirate na poslovne funkcionalnosti bez ponovnog izmišljanja tople vode u pogledu povezivosti i rada.

Lagani AI modeli za IoT edge

U rubnim implementacijama sa optimizovanom memorijom, baterijom i CPU-om, Kompaktni i efikasni modeli čine svu razlikuNeki koji se ističu po ravnoteži između veličine i mogućnosti su: Meta Llama 3.1 8B (višejezična efikasnost i performanse), GLM-4-9B-0414 (pozivi funkcija i integracija s alatima) i Qwen2.5-VL-7B (multimodalna inteligencija s vizijom). Ovi pristupi su ključni za omogućavanje lokalnih odluka bez stalnog oslanjanja na oblak.

IoT platforme otvorenog koda i srodne teme

DeviceHive

DeviceHive nudi M2M okvir za povezivanje uređaja i upravljanje cloud uslugama s fokusom na velike podatke (Big Data). Uključuje vrlo jednostavan web panel. za kreiranje mreža, primjenu sigurnosnih pravila i nadzora, plus primjere projekata i online instancu za testiranje. Njihov prijedlog pokriva most između oblaka, ugrađeni sistemi i mobilne aplikacije na prilično uravnotežen način.

ThingSpeak

ThingSpeak, blisko povezan s MathWorksom, ističe se po svojoj analitici korištenjem MATLAB-a na podacima senzora gotovo u stvarnom vremenu. Među njegovim funkcijama To uključuje agregaciju i analizu prijenosa uživo, snimanje javnih kanala za privatnu upotrebu, dijeljenje kanala, vizualizacije, ažuriranja putem REST API-ja i MQTT-a, online MATLAB alate i upozorenja s TimeControlom izazvani događajima.

mainflux

Mainflux je Golang stek koji se ističe svojom povezivošću i upravljanjem. Podržava HTTP, MQTT, WebSocket i CoAPUključuje obezbjeđivanje i upravljanje uređajima, implementaciju Docker-a i orkestraciju Kubernetes-a. sigurnost putem prilagodljivih API ključeva i JWT sa dosegomi pomaže u smanjenju operativnih troškova (OPEX). Može se instalirati lokalno, u hibridnom okruženju ili u oblaku.

Thinger.io

Thinger.io je cloud platforma s implementacijom putem Docker kontejnera. Integrira širok spektar hardvera. (Arduino IDE, Linux, Sigfox, ARM Mbed ploče), nudi jednostavnu konzolu za upravljanje, strimovanje na web sockete, kontrolne ploče s podacima u stvarnom vremenu, Mobilne aplikacije za iOS i Android i IFTTT automatizacije za više uređaja. Iako vizualizacija nije vizualno najprivlačnija, Njihov pristup "reaktivnog programiranja" je njihova najveća snaga..

Google Cloud IoT

Iako nije otvorenog koda kao takva, Googleova platforma pruža korisne dijelove za povezane IoT arhitekture. Implementirajte MQTT most Radi povezivanja, povezuje se s vanjskim proxy mrežnim balanserom. IoT aplikacije mogu konzumirati podatke putem Pub/Sub-a ili koristiti Dataflow MQTT konektor, dok sistem nudi usluge upravljanja ključevima: akreditacije, autentifikacija i autorizacijaKonfiguracija i registracija uređaja, mehanizam za pravila i upravljanje ažuriranjima su također uobičajene funkcije. Digitalni blizanci, upozorenja i statistika u svom ekosistemu.

OpenRemote

OpenRemote olakšava integraciju za integratore, proizvođače i administracije s protokolima kao što su HTTP, SNMP, MQTT ili Bluetooth. Tvoje snage Uključuju prikaze mapa i imovine, model imovine s korisnički definiranim tipovima, protokole agenata koje je moguće prilagoditi modelu, grafički interfejs za IF-THEN pravila, kontrolne ploče, međusobna povezanost Edge instanci i centralnog i upravljanje više zakupaca. Primjenjivo je na floteenergija, kolektivno upravljanje, zgrade, gradovi, aerodromi ili zdravstvena zaštita.

Otvoreni kod ili prilagođena platforma?

Iako mnoge otvorene platforme mogu izgledati slično na papiru, izbor zavisi od ciljeva, budžeta, rizika i tima. Otvoreni kod štedi vrijeme i pruža fleksibilnostMeđutim, to nije bez izazova: doprinosa neujednačenog kvaliteta, osjetljivog održavanja i sigurnosti, te sve važnije privatnosti podataka. troškovi nisu uvijek niski i skup standardnih funkcija koje možda neće savršeno odgovarati vašim ciljevima. Nadalje, Obično nisu namijenjeni neiskusnim korisnicima..

Prilikom odabira prilagođene platforme, glavni argument je kontrola. Potpuno savladajte dizajn, sigurnost i funkcionalnost Omogućava integraciju sa postojećim sistemima, osigurava potpunu zaštitu i optimizuje performanse, pouzdanost i skalabilnost. Ovaj pristup, kada se dobro izvede, maksimizira povrat i pripremite svoje rješenje za rast u brzo promjenjivom okruženju.

eManager rješenje i paket alata

eManager je kreiran kao industrijski IoT kontroler za softverske profesionalce kojima je potrebno svestran hardver s više protokola gdje lako implementirati projekte. Njihov repozitorij sastavlja listu 8 najboljih softvera za akviziciju, vizualizaciju i pohranu, dizajniranih za staviti slučajeve iz stvarnog svijeta u produkciju brzo

Akvizicija i vizualizacija

Chirpstack pruža kompletan open-source paket za LoRaWAN mreže s prevođenjem poruka, integracijom u oblak, upravljanjem stanjem, inventarom, aktiviranje senzora i slanje podataka uređajimaPruža web interfejs za korisnike, organizacije, aplikacije i uređaje, te nudi gRPC i REST API-je. Podaci mogu teći putem MQTT/HTTP-a i biti napisan u InfluxDB-u.

Node-RED, sa svoje strane, predstavlja švicarski nož IoT-a za orkestriranje tokova s ​​malo koda. Njegovo vizualno programiranje olakšava povezivanje hardvera, API-ja i usluga i transformirati ih u stvarnom vremenu, što ga čini vrhunskim izborom u Industriji 4.0. Ako tražite agilnost bez strme krivulje učenja, To je neophodno..

TICK stek kombinuje Telegraf (agent za metrike i događaje), Kapacitor (obrada u realnom vremenu) i Chronograf (InfluxData interfejs), sa InfluxDB kao osnovom. Zajedno čine sveobuhvatno rješenje za snimanje, praćenje, vizualizaciju i automatizaciju vremenskih serija s velikim opterećenjem pisanja i upita.

Grafana upotpunjuje krug vizualizacije bogatim kontrolnim pločama i upozorenjima. Savršen je za korištenje InfluxDB podataka. i drugih izvora, izrađujući atraktivne kontrolne ploče bez komplikacija. Ako trebate otkriti obrasce ili anomalije golim okomEvo ti saveznik.

Baze podataka

InfluxDB, unutar TICK steka, optimiziran je za vremenske serije: Puno pisanja, brza pitanjaPraćenje, metrike, senzori i analitika u realnom vremenu. Kada je svaka sekunda važna, njegova arhitektura čini razliku.

MariaDB nasljeđuje najbolje od MySQL-a i dodaje poboljšanja: keširanje za složene upiteNovo upravljanje konekcijama, pristup klasterima i podrška za napredne hijerarhije i strukture. Ako dolazite iz MySQL ekosistema, Otkrit ćete da je poznato i moćno.

PostgreSQL je standard među relacijskim bazama podataka otvorenog koda, s visokom konkurentnošću, različitim tipovima podataka, objektnom orijentacijom i kompatibilnošću između platformi. Podržava SQL za relacijske podatke i JSON za nerelacijske podatke., što ga čini izuzetno fleksibilnim u hibridnim projektima.

SQLite je idealan za ugrađene sisteme i skromniji hardver: lagan, efikasan i brz za nekomplicirano lokalno pohranjivanje. Kada je uređaj primarna briga, a resursi su ograničeni, Izvlači vas iz više od jedne teške situacije..

Šta je novo u apartmanu

eManager serija je ažurirala svoj softver na Node-RED 2.1.4 i Yocto Dunfell, uključujući i UPnP protokol i druga poboljšanja. Dobijate u performansama, sigurnosti ažuriranja, otklanjanju grešaka i evidentiranju podataka.usavršavanje iskustva za zahtjevne industrijske primjene. Ako želite finije detalje, konsultujte zvaničnu dokumentaciju i budite u toku s njihovim biltenom.

Otvoreni kod: šta podrazumijeva i zašto je važan

Otvorenim kodom nazivamo svaki alat čiji je izvorni kod objavljen i može se pregledati, mijenjati i distribuiratiOvo omogućava kolaborativni i transparentni razvoj gdje zajednica doprinosi ispravkama grešaka, novim funkcijama i poboljšanjima kvalitete. Licence obično dozvoljavaju ovakve upotrebe. promovirati inovacije i prilagođavanje na specifične potrebe.

Postoji mnogo primjera: Linux u operativnim sistemima, Mozilla Firefox u preglednicima ili LibreOffice u uredskim paketima. Uzorak se ponavljaKada se pojavi veliki problem i nema rješenja, pojavljuje se otvoreni projekat koji će ga riješiti.

Istaknuti resursi otvorenog koda za podatke, backend i još mnogo toga

1) Apači Hudi

Hudi nudi okvir za inkrementalno skladištenje i obradu u realnom vremenu, pored Hadoop-a i Sparka. Njihov fokus na upsert-ovima, brisanjima i inkrementalnim dodavanjima Zbog toga je savršen za kontinuirano unošenje podataka i interaktivnu analitiku; uklapa se u data lakes i lakehouse sisteme, omogućavajući... upiti s malom latencijom za velike količine. Integrira se sa Spark, Flink, Presto, StarRocks ili Amazon Athena.

2) Apački ledeni brijeg

Iceberg pruža format transakcijske tabele s atomskim pisanjem, snimcima stanja, optimizirano čitanje i particioniranje/sortiranjeRadi sa Spark, Hive, Presto i drugim engine-ovima (ClickHouse, Dremio, StarRocks), rješavajući Uska grla HDFS/Hive-a u velikim skupovima podataka i olakšavanje evolucije, sažimanja i vraćanja na prethodno stanje sheme.

3) Apache Superset

Superset je platforma za samouslužnu analitiku koja je potrebna mnogim timovima za skaliranje. Povežite se sa SQL-om, skladištima podataka i jezerima podatakaNudi alat za izradu grafikona i SQL IDE, te podržava sve, od stupčastih i tortnih grafikona do naprednih geoprostornih vizualizacija. Ako vaš projekt ima snažnu BI komponentu, To vam štedi vrijeme i glavobolje..

4) Punđa

Bun se koncentriše u jedan alat za izvršavanje, upravitelj paketa i program za pakovanje za JS na strani servera. Njegova najveća snaga su performanse (djelimično zahvaljujući Zigu) i integriranom iskustvu, što ga čini ozbiljnom alternativom za Node i Deno. Ako ste zainteresirani za skraćivanje vremena korištenja CLI-ja i izgradnje, Probaj.

5) Klod 2

Ovaj antropski asistent obrađuje ogromne kontekste (do ~100.000 tokena) i glatko izrađuje ili transformira tekst na više jezika. Možete sažeti, izdvojiti, prepisati i odgovoriti na osnovu sadržaja i razumije uobičajene programske jezike. Obučen po HHH principu (Korisno, Iskreno, Bezopasno). manje je sklon opasnim izlazima i ne obučava se s vašim podacima niti konsultuje internet da bi odgovorio.

6) BazaDataŠkobaka

Distribuirana, ACID-kompatibilna i visoko dostupna SQL baza podataka s automatskom replikacijom i horizontalno skaliranje čitanja i pisanjaIdealan za aplikacije s velikim brojem transakcija ili implementaciju u više regija, smanjuje latenciju i pomaže u usklađenosti s propisima. Koristan je za organizacije poput Netflixa i finansijske institucije. Koriste ga u velikoj proizvodnji.

7) CPython (nedavna poboljšanja)

Python 3.11 i 3.12 su donijeli opipljiv skok u performansama referentnog izvođačašto koristi većini projekata bez promjena koda. Na horizontu, planovi za rješavanje GIL-a otvaraju vrata za pravi paralelizam u multiprocesiranju i dodatnu zaradu.

8) DuckDB

Ugradljivi analitički mehanizam sa kolonsko izvršavanje, paralelizam i niska potrošnjaIdealno za složene upite i interaktivno istraživanje na laptopima ili ugrađenim sistemima. Kompatibilno sa standardnim SQL-om, ACID transakcijama i integracijom sa pandas i dplyr. Smanjuje trenje između analize i primjene.

9) HTML i hiperskript

Predlažu da se ide "punom parom" s konvencionalnim HTML-om: HTMX zamjenjuje repetitivni JavaScript sa Deklarativni atributi za AJAX, stanja i podatkeHyperScript pojednostavljuje asinhronost i DOM sintaksom u stilu HyperCard-a. Zajedno nude trezvena alternativa reaktivnim okvirima kada tražite brzinu bez preopterećenja.

10) Istio

Vrhunska servisna mreža: olakšava usmjeravanje i balansiranje opterećenja, detaljna uočljivostŠifriranje, autentifikacija i autorizacija između mikroservisa. Integrira se s Kubernetesom i odvaja problemi s mrežom i sigurnošću koda, standardizirajući politike u složenim implementacijama.

Zajednica i dobre prakse

Ako radite s umjetnom inteligencijom i alatima za automatizaciju, dobra je ideja sudjelovati u zajednicama koje dijele kod, savjete i najbolje prakse. Postoje subredditi fokusirani na programiranje s ChatGPT-om gdje se objavljuju interakcije, savjeti za korištenje i kompletni projekti; ne zaboravite pročitati pravila prije objavljivanja kako biste održali korisno i poštovano okruženje.

Resursi i širenje

Ako ste zainteresirani za više informacija o alatima otvorenog koda, postoje opsežni popisi s desetinama projekata koji pokrivaju razvoj, podatke, analitiku, umjetnu inteligenciju i strojno učenje. Prethodni izbor se kreće od 1 do 10 i nastavlja se dalje u narednim člancima. Za detaljnije informacije možete preuzeti dokumentaciju i tehničke vodiče, kao što su univerzitetski izvještaji i bijele knjige, koji Oni proširuju koncepte jezera podataka, skladišta podataka i kuća na jezerima (lakehouses).Evo je referentni primjer u PDF formatu. dostupno za konsultacijeI usput, Pratite nas na Twitteru i LinkedInu Ako želite da budete u toku sa novostima.

Gledajući cijelu stvar, čini se da je riječ o vrlo čvrstoj tehnološkoj tkanini: otvorene IoT platforme sa zrelim komponentama (DeviceHive, ThingSpeak, Mainflux, Thinger.io, OpenRemote), cloud opcije koje se dobro uklapaju u otvorene radne procese (Google Cloud IoT), industrijski paket poput eManagera s ključnim alatima (Chirpstack, Node-RED, TICK, Grafana, InfluxDB, MariaDB, PostgreSQL, SQLite) i niz projekata otvorenog koda za podatke i backend (Hudi, Iceberg, Superset, Bun, Claude 2, CockroachDB, CPython, DuckDB, HTML/Hyperscript, Istio) koji Oni pokrivaju sve, od unosa do pregleda i upravljanjaSa svim ovim, imate više nego dovoljno materijala za dizajniranje solidnog, sigurnog i skalabilnog IoT rješenja koje je spremno za rast bez gubitka kontrole.

MKR1000
Vezani članak:
MKR1000, nova Arduino ploča za IoT

Dodaj kao preferirani izvor