Convergence du Wi-Fi et de l'IoT pour les réseaux de campus modernes

Bonjour, Habr! Aujourd'hui, nous proposons de parler moins des produits et technologies Huawei que de solutions «hybrides» basées sur des points d'accès Wi-Fi et des appareils Internet des objets.







L'utilisation de plus en plus répandue de l'IoT nécessite la création de réseaux de campus sans fil unifiés - ceux qui allieraient la fonctionnalité Wi-Fi traditionnelle, bien que la sixième génération, avec les capacités qu'un monde rempli d'une dispersion innombrable de capteurs nous promet.







Si il y a encore cinq ou sept ans le concept de «l'Internet des objets» semblait loin d'être d'application pratique, maintenant l'IoT est mis en œuvre avec force et force dans les réseaux d'entreprise et les infrastructures urbaines. Par exemple, à Moscou aujourd'hui, un projet colossal est mis en œuvre pour créer un système d'éclairage «intelligent», dans lequel chaque lampe est allumée et éteinte à distance - par un signal via un réseau 5G. Le transport n'est pas en reste non plus: les bus ou les taxis sont équipés de manière pratique d'une variété de capteurs qui permettent non seulement de surveiller les paramètres des véhicules eux-mêmes, mais également de collecter des statistiques, par exemple sur la congestion routière.



Les organisations qui gèrent des stades, de grands centres commerciaux, des complexes de divertissement et d'autres installations urbaines lorgnent également sur l'IoT. Ils ont besoin de «l'Internet des objets» pour collecter et traiter les informations sur les visiteurs.



Un autre domaine d'application de l'IoT est la comptabilité des actifs. Par exemple, pour les entreprises industrielles. Ici, «l'Internet des objets» permet de résoudre les problèmes d'inventaire et d'utilisation efficace d'équipements complexes et coûteux. Les organisations médicales et éducatives font également beaucoup de choses intéressantes dans ce domaine.







Comment la construction de réseaux Wi-Fi et IoT communs peut-elle être utile à cet égard? Cela vaut la peine de commencer par les principaux problèmes auxquels un client potentiel d'une solution IoT séparée de l'infrastructure réseau existante est confronté.



Premièrement, il existe deux systèmes différents à mettre en œuvre et à maintenir. Et ce sont des coûts d'investissement pour le placement des points d'accès et des capteurs, la pose du SCS , la connexion des dispositifs de contrôle pour contrôler les deux réseaux. Deuxièmement, la solution finale sera non seulement coûteuse, mais également extrêmement difficile à mettre en œuvre.



L'architecture convergée est conçue pour aider les clients à déployer à la fois des réseaux Wi-Fi et IoT. Il est basé sur l'utilisation de points d'accès Huawei, qui peuvent être étendus avec des éléments matériels supplémentaires. Ce point d'accès dispose d'un emplacement séparé où un module IoT normalisé, tel que Zigbee ou un scanner d'étiquettes RFID, peut être inséré, si nécessaire. Il existe également de tels points d'accès, qui incluent déjà une balise Bluetooth miniature dans la configuration de base. Cette fonctionnalité supplémentaire permet au point d'accès non seulement de fonctionner dans le but auquel il est destiné - distribuer le Wi-Fi dans les bandes 2,4 et 5 GHz - mais aussi de collecter des informations en «communiquant» avec les appareils IoT (smartphones, étiquettes portables, étiquettes de prix électroniques, terminaux de collecte) données, etc.).



En outre, à travers un réseau câblé conventionnel, toutes les données sont envoyées à ces systèmes de niveau supérieur qui contrôlent les terminaux de «l'Internet des objets».







En communiquant avec nos clients, nous avons identifié plusieurs des scénarios d'application IoT les plus populaires aujourd'hui. Parmi eux, il y a un tel non évident à première vue que le positionnement des clients ou des employés. Cette mécanique peut être nécessaire, par exemple, lors de la construction de systèmes de navigation internes dans une certaine zone ou de systèmes de gestion du personnel (la deuxième option est particulièrement pertinente pour les établissements médicaux).



Un autre scénario IoT courant est l'analyse du trafic de passagers ou de visiteurs. C'est intéressant, par exemple, pour les détaillants. En particulier, cette technologie permet aux propriétaires d'hypermarchés, en tenant compte du flux d'acheteurs, d'optimiser le placement des points de vente et l'affichage des marchandises, de sélectionner le bon endroit et le bon moment pour les campagnes marketing.



Un autre grand défi est la gestion des ressources. Il est pertinent dans la production, dans les complexes d'entrepôts et dans toute autre installation où il est nécessaire de surveiller en permanence l'emplacement et l'état de divers moyens techniques, tels que les chariots élévateurs.







Systèmes de positionnement et de navigation intérieurs



L'architecture de ces systèmes IoT se compose de plusieurs couches. En bas se trouvent des terminaux, des smartphones, des ordinateurs portables, des tags actifs ou passifs (RFID, BLE , etc.). Ci-dessus se trouve un point d'accès Wi-Fi avec un module IoT intégré, un réseau de campus et un contrôleur d'accès. Le logiciel qui contrôle l'ensemble du système est au sommet de la pyramide. Dans les solutions de navigation internes, par exemple, un tel logiciel est une plateforme de suivi spéciale associée à une application mobile installée sur le smartphone d'un employé ou d'un client.



Une couche architecturale supérieure distincte est une plate-forme analytique qui prend les données (y compris les données historiques) de la plate-forme de suivi et aide à tirer des conclusions basées sur les itinéraires, les cartes thermiques, le géorepérage, etc.







Arrêtons-nous sur la plate-forme de suivi et ses capacités. Il collecte les données des appareils finaux, en comptant le nombre et la durée des visites d'un objet dans la zone contrôlée. La plateforme vous permet de diviser ce territoire en zones et d'obtenir des informations complètes sur la façon dont les objets cibles - appareils IoT ou personnes spécifiques - se déplacent entre ces zones.







La partie mobile de la plateforme, installée sur les smartphones des employés ou des clients, est un élément nécessaire des systèmes de navigation internes IoT. Entre autres, il peut améliorer considérablement la précision de positionnement du terminal client grâce aux informations du module Bluetooth et du gyroscope de l'appareil.



Dans cette plate-forme, qui conduit par exemple un client à travers un centre commercial, il est possible d'envisager une variété de fonctions marketing qui sont mises en œuvre au cours du parcours.







Quelle est la précision de ces systèmes de positionnement? La réponse est clairement indiquée dans le diagramme ci-dessus. En utilisant une combinaison de données provenant de points d'accès Wi-Fi correctement placés et du gyroscope d'un smartphone, il est possible d'atteindre une précision allant jusqu'à 5 m, elle peut être augmentée à 3 m à l'aide d'une balise Wi-Fi active, il suffit de prendre en compte son coût élevé et sa consommation d'énergie assez élevée.



Si l'application nécessite une erreur dans la détermination des coordonnées de la cible à un niveau ne dépassant pas 3 m, il serait plus rationnel de construire un système de positionnement à l'aide d'une balise Bluetooth installée au point d'accès.







Systèmes de gestion des actifs



Passons à la tâche suivante appliquée, qui est résolue à l'aide de «l'Internet des objets» et des systèmes convergents Wi-Fi + IoT.



Quels sont les défis auxquels sont confrontées les entreprises qui doivent faire un inventaire? Principalement avec une faible efficacité de processus. Cela prend beaucoup de temps, s'accompagne d'erreurs dues à la faute du facteur humain et les données collectées doivent souvent être revérifiées.



De plus, l'état actuel de l'utilisation des actifs est souvent inconnu. Non seulement les lecteurs flash sont perdus, mais également des moyens techniques plus importants. Par exemple, le même chargeur. Très probablement, il est situé sur le territoire de l'entreprise, mais où se trouve exactement la question. Il n'y a souvent pas de statistiques sur l'exploitation réelle des actifs: le chariot élévateur perdu a-t-il été utilisé au moins une fois le mois dernier, a-t-il visité la station de charge?



Ajout de tracas et de pertes d'actifs incertaines. Le chargeur peut être accidentellement déplacé vers une autre zone où personne ne le recherchera, ou il est volé par des intrus.







Comment un système Wi-Fi + IoT convergé peut-il être utile ici? La solution, construite sur la base de points d'accès Huawei avec des modules IoT installés, est capable de collecter des données à partir d'étiquettes actives et passives placées sur l'équipement. Les étiquettes de contrôle actuelles, par exemple, vous aident à comprendre l'état d'utilisation réel des actifs en termes de consommation électrique. La balise de positionnement nous permet de surveiller la localisation des appareils d'intérêt en temps réel. Et avec un lecteur RFID portable, vous pouvez abandonner les autocollants numérotés en papier et faire un inventaire simplement en balayant le scanner devant les objets marqués à une certaine distance. Les données de la balise vont au terminal, qui les envoie au réseau Wi-Fi, puis aux systèmes de niveau supérieur.



Tout cela permet d'assurer la fiabilité totale des informations obtenues lors de l'inventaire et la rapidité de sa collecte.







Prenons un cas particulier d'un système de contrôle d'actifs précieux, construit sur la base de balises actives. Une telle balise communique en permanence son état au module IoT dans le point d'accès Wi-Fi. En conséquence, un rapport sur la présence et l'utilisation d'un actif particulier dans un emplacement particulier peut être obtenu instantanément en ligne. En conséquence, les coûts de main-d'œuvre sont également considérablement réduits par rapport à l'inventaire «classique».



L'inventaire prévu des actifs à usage général, par exemple, associé au licenciement d'un employé ou à la réinstallation d'un service dans un autre bureau, est également considérablement accéléré. Disons que tous les actifs sont déjà étiquetés RFID. Il suffit désormais de charger une tâche d'inventaire dans un scanner portable, de se promener dans la pièce et de synchroniser la liste de la tâche avec la liste des balises qui viennent d'être lues à distance.







La technologie Geofencing offre des opportunités supplémentaires en termes de contrôle des actifs. Entre autres, il vous permet de déterminer les limites exactes de la zone qu'un bien spécifique ne doit pas quitter (atelier, salle d'exposition, garage, etc.). Lorsqu'un bien quitte les limites d'une telle zone, la plateforme logicielle génère un avertissement et l'envoie au responsable.







Voici un autre exemple de surveillance active de l'utilisation de l'équipement en temps réel. Sur la photo ci-dessus, vous pouvez voir une étiquette RFID active attachée à l'unité centrale du PC, qui enregistre la consommation d'énergie. De cette façon, vous pouvez contrôler n'importe quelle technique, que ce soit un dispositif médical ou une machine CNC. Outre des informations sur la localisation de l'appareil et le fait même de son fonctionnement, cette étiquette peut également transmettre des données sur la consommation de courant, c'est-à-dire, en fait, sur le mode de fonctionnement actuel de l'équipement. Cela vous permet de collecter des statistiques sur l'utilisation et les temps d'arrêt des équipements, d'analyser ces informations et de résoudre les problèmes pour optimiser son fonctionnement.







Systèmes d'étagères électroniques



Chaque année, des tâches appliquées sont ajoutées, dont la solution peut être basée sur le bundle Wi-Fi + IoT. Ainsi, nos clients et clients s'intéressent de plus en plus à la mise en place de systèmes d'étiquettes électroniques de prix dans le commerce de détail.



Dans les grandes chaînes de distribution, où il y a des milliers et des dizaines de milliers de magasins, la tâche de changer les prix des produits n'est pas anodine, ne serait-ce qu'en raison de son ampleur. La précision et la rapidité de la procédure laissent beaucoup à désirer. Toute erreur entraîne une mauvaise information de l'acheteur, ce qui, selon la législation en vigueur, entraîne des pertes pour le vendeur, sans parler de l'atteinte à la réputation.



Il y a bien sûr une solution. Dans le réseau Wi-Fi moderne déjà déployé du magasin, des modules de gestion des étiquettes de prix électroniques sont installés dans les points d'accès Huawei. L'opérateur du magasin ne peut placer que des ESL miniatures dans l'espace de vente - des étiquettes de prix basées sur du papier électronique couleur ou monochrome. Ils portent des informations sur le prix, peuvent changer de couleur (par exemple, pour mettre en évidence des produits «discount»), sont équipés d'un système LED pour attirer l'attention, mais surtout, ils sont tous contrôlés de manière centralisée. Ainsi, lorsque vous avez besoin de changer rapidement les étiquettes de prix dans un vaste réseau de vente au détail, il suffit de changer un numéro dans le système ERP de l'entreprise.







D'un point de vue architectural, la solution est assez simple. Au niveau inférieur se trouvent les étiquettes électroniques elles-mêmes, qui échangent des données avec le point d'accès Wi-Fi situé au-dessus, équipé d'un module IoT. Le réseau d'entreprise et le contrôleur qui gère les périphériques réseau sont encore plus élevés. En parallèle, le système de contrôle ESL fonctionne. Tout en haut, il y a un système ERP du réseau commercial qui génère des demandes de changement de prix.



De nombreuses tâches appliquées sont résolues en installant des modules IoT dans des points d'accès Wi-Fi. Et bien que de nombreux projets soient encore au stade de tests POCcependant, les scénarios dont nous avons parlé ont commencé dans la vie. En témoigne le nombre croissant d'entreprises désireuses de construire aujourd'hui leurs îlots de «l'Internet des objets».



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