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Java Magazin
Teil 1: Einführung in die modulare IoT-Architektur

Die Dreifaltigkeit des Internets der Dinge


Eine IoT-Architektur besteht aus drei Bausteinen: erstens einem Device, an dem Daten gemessen werden, zweitens einem Gateway, das die erfassten Daten auf Konsistenz überprüft und für die Weiterleitung aggregiert, sowie drittens dem Rechenzentrum oder der Cloud, wo die entscheidungsrelevante Aufbereitung der Daten erfolgt. Ein einfaches und schrittweise weiter verfeinertes Beispiels zeigt die einzelnen Komponenten und deren Zusammenspiel.

Artikelserie

Teil 1: Einführung in die modulare IoT-Architektur

Teil 2: Aufbau des Smart-Gateways und seiner Logik

So verschieden die diversen IoT-Anwendungsszenarien auch sind, fast immer lassen sich bestimmte Kernkomponenten unterscheiden: Device, Gateway und Datacenter beziehungsweise die Cloud. Ausgangspukt ist ein Edge-Device, an dem die Daten entstehen, die im Rahmen der IoT-Applikation erfasst werden. Ein Controllergateway – ausgestattet mit bestimmten Softwarefunktionalitäten – inspiziert die Konsistenz der eingehenden Daten, nimmt eine Aggregation vor und übermittelt die Daten an eine Applikation im Rechenzentrum oder in der Cloud. Dort erfolgt eine detaillierte Analyse und Aufbereitung der Daten für konkrete Aktionen, beispielsweise das Ändern und Anpassen von Maschinen- oder Device-Parametern.

Unser Beispiel zeigt die Kommunikation zwischen Edge-Device und Controllergateway. In einer Fertigungsumgebung sind Produktionsmaschinen mit Sensoren ausgestattet, die ihre Daten an ein Controllergateway übermitteln. Auf dem Gateway läuft Docker mit Red Hat JBoss Fuse als Container. Vom Gateway aus werden die Daten an OpenShift Enterprise von Red Hat weitergeleitet. Dabei handelt es sich um eine containerbasierte Anwendungsplattform auf der Grundlage von Docker und Red Hat Enterprise Linux. Die Containerapplikationen lassen sich beispielsweise auf einem Notebook erstellen, testen und anschließend im Rechenzentrum betreiben.

Überblick über das Demo-Set-up

Das Szenario besteht aus:

  • Edge Device, das einen Dummysensor zur Datenerfassung simuliert

  • Controller, der die Edge Messages in XML-Format umwandelt, die Messages, basierend auf der Quelle, weiterleitet, um unterschiedliche Aktionen einzuleiten, und der Messages mithilfe von Complex Event Processing filtert

  • Rechenzentrumsfunktionalität, um anhand von Geschäftsregeln zu entscheiden, ob vorliegende Daten aufbewahrt werden sollen, um ausgewählte Daten beispielsweise in einer PostgreSQL-Datenbank zu speichern, um Daten mittels Geschäftsregeln zu überprüfen und – falls...

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Teil 1: Einführung in die modulare IoT-Architektur

Die Dreifaltigkeit des Internets der Dinge

Eine IoT-Architektur besteht aus drei Bausteinen: erstens einem Device, an dem Daten gemessen werden, zweitens einem Gateway, das die erfassten Daten auf Konsistenz überprüft und für die Weiterleitung aggregiert, sowie drittens dem Rechenzentrum oder der Cloud, wo die entscheidungsrelevante Aufbereitung der Daten erfolgt. Ein einfaches und schrittweise weiter verfeinertes Beispiels zeigt die einzelnen Komponenten und deren Zusammenspiel.

Patrick Steiner


Eine IoT-Architektur besteht aus drei Bausteinen: erstens einem Device, an dem Daten gemessen werden, zweitens einem Gateway, das die erfassten Daten auf Konsistenz überprüft und für die Weiterleitung aggregiert, sowie drittens dem Rechenzentrum oder der Cloud, wo die entscheidungsrelevante Aufbereitung der Daten erfolgt. Ein einfaches und schrittweise weiter verfeinertes Beispiels zeigt die einzelnen Komponenten und deren Zusammenspiel.

Artikelserie

Teil 1: Einführung in die modulare IoT-Architektur

Teil 2: Aufbau des Smart-Gateways und seiner Logik

So verschieden die diversen IoT-Anwendungsszenarien auch sind, fast immer lassen sich bestimmte Kernkomponenten unterscheiden: Device, Gateway und Datacenter beziehungsweise die Cloud. Ausgangspukt ist ein Edge-Device, an dem die Daten entstehen, die im Rahmen der IoT-Applikation erfasst werden. Ein Controllergateway – ausgestattet mit bestimmten Softwarefunktionalitäten – inspiziert die Konsistenz der eingehenden Daten, nimmt eine Aggregation vor und übermittelt die Daten an eine Applikation im Rechenzentrum oder in der Cloud. Dort erfolgt eine detaillierte Analyse und Aufbereitung der Daten für konkrete Aktionen, beispielsweise das Ändern und Anpassen von Maschinen- oder Device-Parametern.

Unser Beispiel zeigt die Kommunikation zwischen Edge-Device und Controllergateway. In einer Fertigungsumgebung sind Produktionsmaschinen mit Sensoren ausgestattet, die ihre Daten an ein Controllergateway übermitteln. Auf dem Gateway läuft Docker mit Red Hat JBoss Fuse als Container. Vom Gateway aus werden die Daten an OpenShift Enterprise von Red Hat weitergeleitet. Dabei handelt es sich um eine containerbasierte Anwendungsplattform auf der Grundlage von Docker und Red Hat Enterprise Linux. Die Containerapplikationen lassen sich beispielsweise auf einem Notebook erstellen, testen und anschließend im Rechenzentrum betreiben.

Überblick über das Demo-Set-up

Das Szenario besteht aus:

  • Edge Device, das einen Dummysensor zur Datenerfassung simuliert

  • Controller, der die Edge Messages in XML-Format umwandelt, die Messages, basierend auf der Quelle, weiterleitet, um unterschiedliche Aktionen einzuleiten, und der Messages mithilfe von Complex Event Processing filtert

  • Rechenzentrumsfunktionalität, um anhand von Geschäftsregeln zu entscheiden, ob vorliegende Daten aufbewahrt werden sollen, um ausgewählte Daten beispielsweise in einer PostgreSQL-Datenbank zu speichern, um Daten mittels Geschäftsregeln zu überprüfen und – falls...

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