Simplifier le développement IoT avec Eclipse IoT

Kai Hudalla

Kai Hudalla a travaillé chez Bosch sur des solutions pour l'Internet des objets dans des domaines d'application tels que la maison intelligente, la gestion de l'énergie, la mobilité électrique et l'automobile bien avant que le terme n'atteigne sa popularité et son omniprésence récentes. Il participe activement à plusieurs projets Eclipse IoT, dont le projet Eclipse Hono, visant à fournir une plate-forme d'intégration pour connecter des millions d'appareils au cloud. Kai est un conférencier régulier lors de conférences et aime cuisiner et jouer au golf chaque fois que les conditions météorologiques le permettent.

La connexion des appareils aux applications IoT, la gestion des jumeaux numériques et la gestion des processus de mise à jour logicielle sont trois fonctionnalités clés prises en compte par divers fournisseurs dans leurs offres de services IoT propriétaires. À notre avis, il existe également un réel besoin de fournir ces fonctionnalités dans un contexte open source.

Ceci est basé sur le simple fait que les entreprises ne veulent pas dépendre exclusivement d'un seul fournisseur ou dépendre de plates-formes tierces propriétaires. De plus, ils pourraient vouloir utiliser les services cloud IoT au sein de leur propre infrastructure. À cet égard, tirer parti des projets open source pour les solutions IoT est la meilleure voie à suivre.

En examinant les projets Eclipse IoT, il est clair qu'ils couvrent déjà la connectivité des appareils, les jumeaux numériques et les déploiements de logiciels d'un point de vue technique. Mais ces projets existent indépendamment les uns des autres, et leur intégration demande beaucoup d'efforts de la part des utilisateurs. La barrière à l'entrée est relativement élevée.

Nous créons un package IoT pré-intégré et cohérent pour pallier ce problème, en réunissant Eclipse Hono, Eclipse Ditto et Eclipse hawkBit. Grâce à son format pré-configuré, les développeurs n'ont plus à se soucier d'intégrer les différents projets open source. Cela réduit la barrière à l'entrée et facilite l'exploitation de ces projets Eclipse IoT pour les solutions IoT, permettant aux utilisateurs de démarrer plus rapidement et de mieux répondre aux exigences des scénarios IoT courants.

Un package IoT intégré

L'objectif est de créer un package IoT basé sur le cloud basé sur Eclipse Hono, Eclipse Ditto et Eclipse hawkBit qui peut être facilement déployé et utilisé dans des environnements basés sur Kubernetes.

Eclipse Hono :Un service d'interaction avec les appareils connectés

Eclipse Hono fournit des interfaces de service à distance pour connecter un grand nombre d'appareils IoT à un back-end et interagir avec eux de manière uniforme, quel que soit le protocole de communication de l'appareil. Il prend en charge les appareils communiquant via des protocoles IoT courants tels que HTTP, MQTT et AMQP prêts à l'emploi. Il fournit également des API pour les modèles de communication IoT importants :les messages de télémétrie et d'événement peuvent être utilisés par les appareils pour signaler les lectures de capteurs ; les applications peuvent utiliser la commande et le contrôle pour déclencher des opérations sur les appareils.

Thomas Jäckle

Thomas Jäckle est développeur de logiciels et travaille chez Bosch depuis 2010. Depuis 2015, il occupe le poste de développeur principal de logiciels du service cloud Bosch IoT Things, et depuis 2017, il est committer et chef de projet du projet Eclipse Ditto. Il est passionné par l'artisanat du logiciel; l'apprentissage continu est le moteur de sa motivation. Thomas est titulaire d'une licence en informatique et d'une maîtrise en architecture d'applications, tous deux de l'université Hochschule Furtwangen en Allemagne.

Eclipse Idem :Gérer les jumeaux numériques

Eclipse Ditto est l'endroit où les appareils IoT et leurs jumeaux numériques se réunissent. Ce framework permet de gérer l'état des jumeaux numériques. En fournissant une fonctionnalité de recherche sur les métadonnées et les données d'état, Eclipse Ditto vous permet également d'organiser votre ensemble de jumeaux numériques, en créant un pont entre les appareils IoT du monde réel via leurs représentations et applications numériques. Ce faisant, il exploite divers protocoles comme AMQP 1.0, AMQP 0.9.1, MQTT, Apache Kafka ou HTTP/WebSockets.

Eclipse hawkBit : Gérer et contrôler les mises à jour logicielles

Eclipse hawkBit est un framework back-end indépendant du domaine pour le déploiement de mises à jour logicielles vers des périphériques de périphérie moins puissants ainsi que des contrôleurs et des passerelles plus performants connectés à une infrastructure réseau basée sur IP. Cela vous permet de maintenir à jour et en toute sécurité le micrologiciel, les logiciels et les applications de vos appareils, tout en ouvrant de nouvelles sources de revenus, telles que la monétisation d'extensions de fonctionnalités.

L'architecture de haut niveau du package IoT pré-intégré composé d'Eclipse Hono, Eclipse Ditto et Eclipse hawkBit.

Architecture de haut niveau du package IoT

Jeroen Laverman

Jeroen Laverman travaille avec Bosch depuis 2015. En commençant dans le domaine de l'abstraction des appareils et de la sémantique, il est passé au domaine des mises à jour logicielles. En 2018, il est devenu Product Owner de Bosch IoT Rollouts et chef de projet du projet Eclipse hawkBit. Jeroen est titulaire d'une licence en génie informatique de la Hochschule Furtwangen University et d'une maîtrise en sciences de l'information de la Pforzheim University Business School.

Eclipse Hono comprend un ensemble d'adaptateurs de protocole qui permettent aux appareils de se connecter à Hono à l'aide de protocoles de communication courants tels que MQTT, HTTP, AMQP et CoAP. Les appareils peuvent télécharger des données et des événements de télémétrie qui sont transmis aux applications connectées aux API basées sur AMQP 1.0 vers le nord de Hono. Les applications peuvent utiliser ces API pour envoyer des commandes aux appareils connectés et recevoir des réponses. Le package comprendra également un registre d'appareils prêt pour la production pour la gestion des identités et des informations d'identification des appareils. Il utilisera enMasse pour fournir un routage et un courtage évolutifs des messages entre les appareils et les applications.

Eclipse Ditto utilise l'API nord d'Eclipse Hono, le traitement des messages et des événements de télémétrie et l'envoi de commandes aux appareils connectés. Ainsi, il fournit une couche d'abstraction, représentant les appareils comme des jumeaux numériques. Les jumeaux reflètent le dernier état connu des appareils tel que rapporté via les messages de télémétrie Eclipse Hono. Les commandes destinées aux appareils connectés peuvent également être invoquées en adressant l'API du jumeau numérique correspondant. Les applications IoT peuvent soit interagir directement avec les appareils connectés via l'intégration Eclipse Hono, soit interroger le dernier état signalé via leur API jumelle. De plus, les applications peuvent être notifiées des changements, en utilisant un protocole de leur choix parmi les protocoles AMQP 1.0, AMQP 0.9.1, MQTT, Apache Kafka ou HTTP.

Eclipse hawkBit entre en jeu lorsque le micrologiciel ou le logiciel sur les appareils doit être mis à jour ou lorsque des applications doivent être déployées. Les applications IoT peuvent interagir avec Eclipse hawkBit à l'aide de son API de gestion RESTful. Eclipse hawkBit utilisera Eclipse Idem comme inventaire de périphériques. Les utilisateurs peuvent filtrer et regrouper leurs appareils en fonction des propriétés et de l'état qui y sont stockés. Cela facilite un processus de mise à jour structuré, un démarrage en cascade pour les groupes de déploiement et, en plus, un arrêt d'urgence en cas de dépassement des seuils d'erreur.

Qui travaille sur ce package IoT ?

Red Hat et Bosch utilisent et contribuent déjà à Eclipse Hono et ont un intérêt commun à améliorer l'expérience des développeurs lors de l'utilisation de la technologie Eclipse IoT. Nous conduisons activement le développement de ce package de pile cloud et invitons toute personne intéressée à se joindre à nous dans la réalisation de ce projet. Donc, si vous souhaitez exécuter Hono, Ditto et hawkBit sur votre propre infrastructure et que vous souhaitez nous donner un coup de main, veuillez nous contacter par courrier ou par GitHub.

Le package cloud IoT basé sur Eclipse Hono, Eclipse Ditto et Eclipse hawkBit sera développé dans le cadre du projet Eclipse IoT Packages. Ce projet consiste à combiner et à intégrer des projets Eclipse IoT existants les uns avec les autres. Le projet Eclipse IoT Packages fournira des instructions de déploiement et des scripts pour déployer des packages de projets Eclipse IoT sur des plates-formes basées sur Kubernetes à l'aide de graphiques Helm.