現代のキャンパスネットワークのためのWi-FiとIoTの融合

こんにちは、Habr！今日は、Huaweiの製品とテクノロジーについてではなく、Wi-FiアクセスポイントとIoTデバイスに基づいて構築された「ハイブリッド」ソリューションについて説明することを提案します。







IoTの普及が進むにつれ、統合されたワイヤレスキャンパスネットワークを作成する必要が あります。これは、第6世代ではありますがWi-Fiの従来の機能と、無数のセンサーの分散で満たされた世界が約束する機能を組み合わせたものです。







5、7年前でも「モノのインターネット」の概念が実用化にはほど遠いように思えたとしても、今ではIoTが企業ネットワークや都市インフラに力強く実装されています。たとえば、今日のモスクワでは、5Gネットワ​​ークを介した信号によって、各ランプのオンとオフをリモートで切り替える「スマート」照明システムを作成するための巨大なプロジェクトが実施されています。輸送は取り残されません。バスやタクシーには、車両自体のパラメータを追跡できるだけでなく、道路の混雑などの統計を収集できるさまざまなセンサーが便利に装備されています。



スタジアム、大規模なショッピングセンター、娯楽施設、その他の都市施設を管理する組織もIoTに注目しています。訪問者に関する情報を収集して処理するには、「InternetofThings」が必要です。



IoTのアプリケーションのもう1つの分野は、資産会計です。たとえば、産業企業の場合。ここで、「Internet of Things」は、複雑で高価な機器の在庫と効果的な使用の問題を解決するのに役立ちます。医療および教育機関もこの分野で多くの興味深いことを行っています。







この点で、Wi-FiとIoTの共同ネットワークを構築することはどのように役立ちますか？既存のネットワークインフラストラクチャから分離されたIoTソリューションの潜在的な顧客が直面するリスクがある主な問題から始める価値があります。



まず、実装および保守する2つの異なるシステムがあります。これらは、アクセスポイントとセンサーの配置、SCSの敷設、2つのネットワークを制御するための制御デバイスの接続にかかる資本コスト です。第二に、最終的なソリューションは高価であるだけでなく、操作が非常に困難になります。



コンバージドアーキテクチャは、Wi-FiネットワークとIoTネットワークの両方を展開する必要がある顧客を支援するように設計されています。これは、Huaweiアクセスポイントの使用に基づいており、追加のハードウェア要素で拡張できます。このアクセスポイントには、必要に応じて、ZigbeeやRFIDタグスキャナーなどの標準化されたIoTモジュールを挿入できる別のスロットがあります。基本構成にミニチュアBluetoothビーコンがすでに含まれているアクセスポイントもあります。この追加機能により、アクセスポイントは、意図した目的（2.4GHzおよび5GHz帯域でWi-Fiを配布する）だけでなく、IoTデバイス（スマートフォン、ウェアラブルタグ、電子値札、ピックアップ端末）と「通信」して情報を収集することもできます。データなど）。



さらに、従来の有線ネットワークを介して、すべてのデータは、モノのインターネットのエンドデバイスを制御する上位レベルのシステムに送信されます。







お客様とのコミュニケーションを通じて、今日最も人気のあるIoTアプリケーションシナリオのいくつかを特定しました。その中には、顧客や従業員の位置付けなど、一見しただけでは明らかではありません。このメカニズムは、たとえば、特定のエリアに内部ナビゲーションシステムを構築する場合や、人事管理システムを構築する場合に必要になることがあります（2番目のオプションは特に医療機関に関連します）。



もう1つの一般的なIoTシナリオは、乗客または訪問者のトラフィックの分析です。これは、たとえば小売業者にとって興味深いものです。特に、このテクノロジーにより、ハイパーマーケットの所有者は、購入者の流れを考慮して、店舗の配置と商品の陳列を最適化し、マーケティングキャンペーンに適切な場所と時間を選択することができます。



もう1つの大きな課題は、リソース管理です。これは、生産、倉庫複合施設、およびフォークリフトなどのさまざまな技術的手段の場所とステータスを常に監視する必要があるその他の施設に関連しています。

屋内測位およびナビゲーションシステム

このようなIoTシステムのアーキテクチャは、いくつかの層で構成されています。下部には、端末、スマートフォン、ラップトップ、アクティブまたはパッシブタグ（RFID、 BLEなど）があります。上記は、組み込みのIoTモジュール、キャンパスネットワーク、およびアクセスコントローラーを備えたWi-Fiホットスポットです。システム全体を制御するソフトウェアは、ピラミッドの上部にあります。たとえば、内部ナビゲーションソリューションでは、特別な追跡プラットフォームがそのようなソフトウェアとして機能し、従業員またはクライアントのスマートフォンにインストールされたモバイルアプリケーションに関連付けられます。



独立した最上位のアーキテクチャレイヤーは、追跡プラットフォームからデータ（履歴データを含む）を取得し、ルート、ヒートマップ、ジオフェンシングなどに基づいて結論を導き出すのに役立つ分析プラットフォームです







。追跡プラットフォームとその機能について詳しく見ていきましょう。エンドデバイスからデータを収集し、制御された領域内のオブジェクトへの訪問の数と期間をカウントします。このプラットフォームを使用すると、この領域をゾーンに分割し、ターゲットオブジェクト（IoTデバイスまたは特定の人々）がこれらのゾーン間をどのように移動するかについての完全な情報を取得できます。







従業員や顧客のスマートフォンにインストールされるプラットフォームのモバイル部分は、IoT内部ナビゲーションシステムの必要な要素です。特に、Bluetoothモジュールとデバイスのジャイロスコープからの情報により、クライアント端末の位置決め精度を大幅に向上させることができます。



たとえば、顧客をショッピングセンターに誘導するこのプラットフォームでは、ルートを通過する間に実装されるさまざまなマーケティング機能を想定することができます。







そのような位置決めシステムはどれくらい正確ですか？答えは上の図にはっきりと示されています。正しく配置されたWi-Fiアクセスポイントとスマートフォンのジャイロスコープからのデータの組み合わせを使用すると、最大5 mの精度を達成できます。アクティブなWi-Fiタグを使用すると、3 mまで上げることができますが、その高コストとかなり高い電力消費を考慮する必要があります。



アプリケーションが3m以下のレベルでターゲットの座標を決定する際にエラーを必要とする場合、アクセスポイントにインストールされたBluetoothビーコンを使用して位置決めシステムを構築する方が合理的です。

資産管理システム

次の適用タスクに移りましょう。これは、「InternetofThings」とコンバージドWi-Fi + IoTシステムを使用して解決されます。



在庫を取る必要がある企業が直面する課題は何ですか？主にプロセス効率が低い。時間がかかり、人的要因によるエラーが発生し、収集したデータの再確認が必要になる場合があります。



さらに、資産利用の現在の状況はしばしば不明です。フラッシュドライブが失われるだけでなく、より大きな技術的手段も失われます。たとえば、同じローダー。ほとんどの場合、それは企業の領域にありますが、正確にはどこに問題がありますか。資産の実際の利用に関する統計がないことがよくあります。紛失したフォークリフトは先月少なくとも1回使用されましたか、充電ステーションを訪れましたか？



面倒で不確実な資産損失が追加されました。ローダーが誤って別の場所に移動され、誰もそれを探すことができなかったり、侵入者に盗まれたりする可能性があります。







コンバージドWi-Fi + IoTシステムはここでどのように役立ちますか？ IoTモジュールがインストールされたHuaweiアクセスポイントに基づいて構築されたソリューションは、機器に配置されたアクティブタグとパッシブタグからデータを収集できます。たとえば、現在の管理ラベルは、電力消費の観点から資産の実際の使用状況を理解するのに役立ちます。ポジショニングタグを使用すると、対象のデバイスの場所をリアルタイムで監視できます。また、ハンドヘルドRFIDリーダーを使用すると、特定の距離にあるマークされたオブジェクトをスキャナーで通過するだけで、紙の番号が付いたステッカーを捨てて在庫を取得できます。タグからのデータは端末に送られ、端末はそれをWi-Fiネットワークに送信してから、上位レベルのシステムに送信します。



これはすべて、インベントリ中に取得された情報の完全な信頼性とその収集の高速性を確保するのに役立ちます。







アクティブなタグに基づいて構築された貴重な資産管理システムの特定のケースを考えてみましょう。このようなタグは、そのステータスをWi-FiアクセスポイントのIoTモジュールに常に伝達します。したがって、特定の場所での特定の資産の存在と使用に関するレポートをオンラインで即座に取得できます。その結果、人件費も「従来の」在庫と比較して大幅に削減されます。



従業員の解雇や部門の別のオフィスへの移転などに関連する汎用資産の計画在庫も大幅に加速されます。すべての資産がすでにRFIDタグ付けされているとしましょう。これで、インベントリタスクをハンドヘルドスキャナーにロードし、部屋の中を歩き回り、タスクのリストを、リモートで読み取ったばかりのタグのリストと同期させるだけで十分です。







ジオフェンシングテクノロジーは、資産管理の観点から追加の機会を提供します。特に、特定の資産が離れてはならない領域の正確な境界（ワークショップ、ショールーム、ガレージなど）を決定できます。資産がそのようなゾーンの境界を離れると、ソフトウェアプラットフォームは警告を生成し、それを担当者に送信します。







機器の使用状況をリアルタイムでアクティブに監視する別の例を次に示します。上の写真では、PCシステムユニットに取り付けられたアクティブなRFIDタグを見ることができます。これは、エネルギー消費を記録します。このようにして、医療機器であれCNCマシンであれ、あらゆる技術を制御できます。このラベルは、デバイスの場所とその動作の事実に関する情報に加えて、消費電流に関するデータ、つまり実際には機器の現在の動作モードに関するデータも送信できます。これにより、機器の使用率とダウンタイムに関する統計を収集し、この情報を分析して問題を解決し、運用を最適化することができます。

電子棚システム

毎年、適用されるタスクが追加され、そのソリューションはWi-Fi + IoTバンドルに基づくことができます。したがって、私たちのクライアントと顧客は、小売店での電子値札システムの実装にますます関心を示しています。



何千、何万もの店舗が存在する大規模な小売チェーンでは、商品の価格を変更する作業は、その規模だけでは簡単ではありません。手順の正確さと速度には、多くの要望が残されています。間違いは買い手に誤った情報をもたらし、現在の法律によれば、評判の低下は言うまでもなく、売り手にとっては損失を伴います。



もちろん、解決策はあります。すでに展開されているストアの最新のWi-Fiネットワークでは、電子値札を管理するためのモジュールがHuaweiアクセスポイントにインストールされています。店舗運営者は、販売エリアにミニチュアESLのみを配置できます。カラーまたはモノクロの電子紙に基づく値札です。価格に関する情報を掲載し、色を変更することができ（たとえば、「割引」商品を強調するため）、注目を集めるためのLEDシステムが装備されていますが、最も重要なのは、すべてが一元管理されていることです。したがって、巨大な小売ネットワークで値札をすばやく変更する必要がある場合は、エンタープライズERPシステムで1つの数値を変更するだけで十分です。







アーキテクチャの観点から、ソリューションは非常に単純です。下のレベルには、IoTモジュールを備えた上にあるWi-Fiアクセスポイントとデータを交換する電子ラベル自体があります。さらに高いのは、企業ネットワークとネットワークデバイスを管理するコントローラーです。それと並行して、ESL制御システムが機能します。最上部には、価格変更の要求を生成する取引ネットワークのERPシステムがあります。



IoTモジュールをWi-Fiアクセスポイントにインストールすることで解決される多くの適用タスクがあります。そして、多くのプロジェクトはまだPOCテストの段階にあり ますがしかし、私たちが話し合ったシナリオは、人生の始まりになりました。これは、今日「モノのインターネット」の島を構築する準備ができている企業の数が急速に増加していることによって証明されています。