Σχεδιασμός και πρότυπη υλοποίηση IoT συστήματος βασισμένη σε container και lightweight M2M πρωτόκολλο

• Κύριος συγγραφέας: Σολάνος, Αλέξανδρος
• Άλλοι συγγραφείς: Solanos, Alexandros
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2020
• Θέματα: Διαδίκτυο των Αντικειμένων; Internet of Things; Container; Microservice; LwM2M; Liqueur plant system

Διανύουμε την 4η βιομηχανική επανάσταση, που υπόσχεται μια πιο δυναμική γραμμή παραγωγής. Η παραγωγή μπορεί να ελέγχεται μέσω προσαρμοσμένων παραγγελιών, μηχανήματα μπορούν να επισκευάζονται με βάση την ανάλυση ιστορικών δεδομένων που παρέχονται μέσω έξυπνων αισθητήρων πριν προκληθεί κάποια βλάβη, και οι αλλαγές στη γραμμή παραγωγής συχνά αντιστοιχούν μόνο σε αλλαγές στο λογισμικό και στην παραμετροποίησή του. O ρόλος του λογισμικού στο Industry 4.0 είναι κρίσιμος. H διπλωματική αυτή εργασία ερευνά τη χρησιμότητα μιας πληθώρας τεχνολογιών για την 4η βιομηχανική επανάσταση: (α) των containers, οι οποίοι ενθυλακώνουν τις εφαρμογές και την παραμετροποίησή τους σε εκτελέσιμες «εικόνες», κάνοντας έτσι τη διαχείριση και την ανανέωσή τους σημαντικά πιο εύκολη, (β) της αρχιτεκτονικής των microservices, η οποία υπαγορεύει ότι ένα σύστημα μπορεί να τμηματοποιηθεί κατάλληλα με αποτέλεσμα να αποτελείται από ελαφρώς συνδεδεμένες εφαρμογές και (γ) της τεχνολογίας του διαδικτύου των αντικειμένων (IoT) και πώς αυτές μπορούν να δώσουν σε συσκευές τη δυνατότητα διαλειτουργικότητας, στοιχείο πολύ σημαντικό για μια ευέλικτη γραμμή παραγωγής. Ως γλώσσα προγραμματισμού επιλέχθηκε η Node.js, λόγω του ότι αποφεύγεται η ανάγκη για compilation και η βασική της βιβλιοθήκη δίνει εύκολη δυνατότητα επικοινωνίας μέσω διαδικτύου. Ως container engine χρησιμοποιήθηκε το Docker διότι είναι δημοφιλές και δοκιμασμένο. Τα containers, λόγω του ότι δεν χρειάζεται να κάνουν hardware virtualization, αποδείχθηκε ότι μπορούν να εκτελούνται χωρίς αισθητή επίπτωση στην επίδοση. Από τους τρόπους επικοινωνίας μεταξύ microservices που μελετήθηκαν, επιλέχθηκε η χρήση των Unix Domain Sockets επειδή παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον η χρήση τους για επικοινωνία μεταξύ containers, η ταχύτητα που προσφέρουν, και η ομοιότητά τους σε σχέση με τα TCP sockets. Διαπιστώθηκε ότι η χρήση microservices δεν είναι κατάλληλη για όλες τις εφαρμογές. Πρέπει να υπάρχουν σημαντικοί λόγοι για την εφαρμογή τους, καθώς, πέρα από τα πλεονεκτήματα που προσφέρουν, εισάγουν επιπρόσθετη πολυπλοκότητα σε ένα σύστημα και πιθανόν να επηρεάζουν τις επιδόσεις του. Ως IoT πρωτόκολλο επικοινωνίας χρησιμοποιήθηκε το LwM2M λόγω του ότι προωθεί τη διαλειτουργικότητα διαφορετικών συσκευών, αλλά και λόγω της χαμηλής κατανάλωσης ισχύος.