EIS-D210 là máy chủ biên của Advantech dành cho những vị trí mà kéo cáp tới từng điểm đo là việc không đáng làm. Máy chạy nền Intel Celeron N3350 hoặc E3940, có sẵn mạng không dây, nhận dữ liệu cảm biến qua Wi-Fi, Bluetooth và LoRa, đồng thời chạy được thời gian chạy tại biên của hai nhà cung cấp đám mây lớn. Bài viết nêu thông số công bố, cách chọn kiểu sóng cho từng loại điểm đo và cách tính chi phí truyền dữ liệu trước khi chốt phương án.
Thông số EIS-D210 theo tài liệu hãng
Mã này không nằm trong danh sách hàng dựng sẵn trên site, nên bảng dưới lấy theo số liệu đã công bố. Ô nào chưa có số liệu chắc chắn thì ghi rõ là theo tài liệu hãng.
| Hạng mục | Thông số công bố |
|---|---|
| Vi xử lý | Intel Celeron N3350 hoặc E3940 tuỳ cấu hình đặt hàng |
| Bộ nhớ | 4 GB |
| Lưu trữ | Ổ SSD 64 GB |
| Mạng không dây | Có sẵn trên máy |
| Nguồn dữ liệu không dây | Cảm biến dùng Wi-Fi, Bluetooth và LoRa |
| Giao thức trường đi dây | Theo tài liệu hãng cho từng cấu hình |
| Lớp phần mềm biên | Thành phần EdgeSense trong bộ WISE-PaaS |
| Ứng dụng giám sát | WebAccess/SCADA |
| Thời gian chạy đám mây tại biên | Microsoft Azure IoT Edge và Amazon Web Services Greengrass |
| Dịch vụ cấu hình sẵn | Gói quản lý thiết bị, gói dữ liệu và gói thu thập theo tuỳ chọn đặt hàng |
| Công cụ dựng luồng | Node-RED cài sẵn cùng trình tạo trang tổng quan |
| Bộ công cụ phát triển | Bộ chuyển đổi giao thức dạng phần bổ trợ và công cụ cấu hình |
| Giữ dữ liệu khi mất mạng | Đệm tại biên và gửi bù khi kết nối trở lại |
| Nhiệt độ làm việc và kích thước | Theo tài liệu hãng |
Điểm phân biệt model này với các cấp khác cùng dòng nằm ở hai dòng giữa bảng: mạng không dây có sẵn và khả năng nhận cảm biến không dây. Phần dưới nói về hệ quả của hai dòng đó khi thiết kế hệ thống.
Chọn Wi-Fi, Bluetooth hay LoRa cho từng loại điểm đo
Ba kiểu sóng phục vụ ba bài toán khác nhau. Chọn sai kiểu sóng thì hoặc pin cảm biến hết sau vài tuần, hoặc tầm phủ không tới nơi cần đo.
| Kiểu sóng | Tầm phủ và lượng dữ liệu | Hợp với loại điểm đo | Điều cần kiểm tại chỗ |
|---|---|---|---|
| Wi-Fi | Tầm ngắn trong phạm vi nhà xưởng, lượng dữ liệu lớn | Thiết bị có nguồn cấp cố định, cần gửi dữ liệu dày hoặc gửi ảnh | Mật độ điểm phát sóng và mức nhiễu từ máy hàn, biến tần |
| Bluetooth | Tầm rất ngắn, lượng dữ liệu nhỏ, tiêu thụ điện thấp | Cảm biến dùng pin gắn trực tiếp trên máy, đo rung và nhiệt độ vỏ | Khoảng cách từ cảm biến tới bộ thu và vật cản kim loại |
| LoRa | Tầm xa nhất trong ba kiểu, lượng dữ liệu rất nhỏ | Điểm đo rải rác ngoài trời, bồn chứa, trạm bơm, đồng hồ nước | Vị trí đặt bộ thu, độ cao và số lượng bộ thu cần dùng |
Cách phối hợp thường gặp trong một nhà máy là dùng cả ba. Dây chuyền chính đọc bằng cáp vì đã có sẵn tủ điện. Các máy phụ trợ gắn cảm biến rung chạy pin qua Bluetooth. Đồng hồ nước và bồn chứa ngoài khuôn viên đi bằng LoRa. Máy biên gom cả ba nguồn về một chỗ rồi mới đẩy lên lớp trên.
Tính chi phí truyền dữ liệu trước khi chốt phương án
Với trạm dùng đường truyền di động, chi phí hằng tháng tính theo lượng dữ liệu đi qua, nên phép tính này nên làm ngay từ khâu thiết kế. Bốn con số cần có: số điểm đo, số lần đọc mỗi giờ, dung lượng một bản ghi sau khi đóng gói và tỷ lệ gộp dữ liệu tại biên.
Lấy một ví dụ dễ hình dung. Hai trăm điểm đo, đọc mỗi mười giây, mỗi bản ghi khoảng một trăm byte sau khi đóng gói. Nếu gửi thẳng lên, mỗi ngày đi qua khoảng một trăm bảy mươi megabyte. Nếu máy biên gộp thành giá trị trung bình theo phút và chỉ gửi thêm khi có cảnh báo, phần đi qua đường truyền giảm còn khoảng một phần sáu. Số liệu chi tiết vẫn nằm trên ổ của máy biên, tra cứu được khi cần điều tra sự cố.
Đây là lý do thực tế nhất để đặt máy chủ ở biên thay vì đẩy hết lên trên. Chi phí đường truyền là khoản chi lặp lại hằng tháng, còn máy biên là khoản chi một lần.
Chạy phần xử lý bằng thời gian chạy của nhà cung cấp đám mây
Máy tích hợp sẵn thời gian chạy tại biên của Microsoft Azure và của Amazon Web Services. Ý nghĩa thực tế là một phần chương trình vốn viết để chạy trên hạ tầng đám mây có thể đóng gói rồi đưa xuống chạy ngay trên máy đặt tại xưởng, dùng chung công cụ triển khai và công cụ theo dõi với phần chạy trên đám mây.
Điều này có ích khi đội phát triển đã quen một nền tảng đám mây và không muốn dựng riêng một quy trình triển khai cho lớp biên. Ngược lại, nếu hệ thống chỉ cần đọc thiết bị rồi đẩy lên máy chủ đặt trong phòng máy, phần thời gian chạy này không dùng tới và nên chọn cấu hình đơn giản hơn như EIS-D120.
Ba vị trí lắp điển hình cho trạm biên không dây
- Trạm bơm hoặc bể xử lý nằm tách khỏi khu nhà xưởng. Kéo cáp mạng ra tới nơi tốn kém và dễ đứt khi thi công. Trạm biên đặt tại chỗ, nhận dữ liệu LoRa từ các điểm đo quanh khu vực rồi đẩy về bằng đường truyền di động.
- Kho hàng và bãi ngoài trời. Điểm đo nhiệt độ, độ ẩm và trạng thái cửa nằm rải rác. Cảm biến chạy pin gửi theo chu kỳ dài, máy biên gom lại và chỉ báo lên khi vượt ngưỡng.
- Nhà xưởng đang chạy, không được dừng để đi dây. Đây là tình huống hay gặp khi cải tạo. Cảm biến không dây gắn thêm vào máy đang vận hành, không phải cắt điện dây chuyền, phần đấu nối chỉ nằm ở tủ đặt máy biên.
Cả ba vị trí đều có chung một đặc điểm: đường truyền lên không ổn định. Vì vậy cơ chế đệm dữ liệu tại chỗ và gửi bù khi mạng trở lại là hạng mục phải kiểm trong khâu nghiệm thu, không phải là tính năng phụ.
Chọn thiết bị cho trạm biên ở nơi khó kéo cáp
Bốn nội dung nên chốt trước khi hỏi báo giá: danh sách điểm đo kèm kiểu sóng của từng nhóm, khoảng cách xa nhất từ cảm biến tới vị trí đặt máy, lượng dữ liệu ước tính mỗi ngày và số ngày phải giữ số liệu tại chỗ khi mất kết nối. Bốn nội dung này quyết định số bộ thu, dung lượng ổ và gói phần mềm cần đặt kèm.
Nếu dự án cần cắm thêm mô-đun mạng di động hoặc mô-đun sóng riêng, nên xét các máy hộp có khe mở rộng như ARK-1123C với một khe mini PCIe khổ đầy đủ cho mô-đun không dây, hoặc UNO-2174A có hai khe mini PCIe kèm khe thẻ SIM và dải nhiệt làm việc rộng. Cách xếp cấp giữa các model cùng dòng nằm ở bài dòng máy chủ biên EIS Advantech, các bài cùng chủ đề nằm ở chuyên mục giải pháp IoT công nghiệp.
Phần đối chiếu rộng hơn giữa các dòng máy công nghiệp của hãng nằm ở chuyên mục máy tính công nghiệp Advantech trên IPC247. Khi chưa rõ nên chọn trạm biên có mạng không dây hay máy hộp cắm thêm mô-đun, có thể chạy công cụ chọn máy theo yêu cầu lắp đặt rồi gửi kết quả kèm sơ đồ vị trí điểm đo.
Câu hỏi thường gặp về EIS-D210
EIS-D210 nhận dữ liệu cảm biến không dây bằng cách nào?
Máy có sẵn mạng không dây và theo tài liệu hãng nhận được dữ liệu cảm biến qua Wi-Fi, Bluetooth và LoRa, bên cạnh các giao thức trường đi bằng dây. Mỗi kiểu sóng cần bộ thu tương ứng, nên phải khai báo rõ trong đơn đặt hàng.
Vì sao trạm biên lại giảm được chi phí truyền dữ liệu?
Vì máy lọc và gộp dữ liệu trước khi gửi đi. Đọc mỗi giây nhưng chỉ gửi giá trị thay đổi hoặc giá trị trung bình theo phút thì lượng dữ liệu đi qua đường truyền giảm nhiều lần, trong khi phần số liệu chi tiết vẫn nằm lại tại chỗ.
Máy chạy được thời gian chạy của nhà cung cấp đám mây nào?
Theo tài liệu hãng, máy tích hợp sẵn thời gian chạy tại biên của Microsoft Azure và của Amazon Web Services, kèm các gói dịch vụ đã cấu hình trước. Nhờ vậy phần xử lý viết cho nền đám mây chạy được ngay trên máy đặt tại xưởng.
Cấu hình phần cứng của EIS-D210 gồm những gì?
Máy dùng Intel Celeron N3350 hoặc E3940 tuỳ cấu hình đặt hàng, kèm 4 GB bộ nhớ, ổ SSD 64 GB và mạng không dây. Bộ phần mềm biên và ứng dụng giám sát của hãng được cài sẵn theo đơn hàng.
Trạm dùng sóng LoRa thì đặt bộ thu ở đâu?
Bộ thu nên đặt cao và tránh vật cản kim loại lớn giữa bộ thu với cảm biến. Trong nhà xưởng nhiều kết cấu thép, tầm phủ thực tế ngắn hơn số liệu lý thuyết khá nhiều, nên phải đo thử tại chỗ trước khi chốt số lượng bộ thu.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
