ICT Architectuur en Infrastructuur: Opmerkingen en ideeën. Future Internet. Door:
Prof.ir. Adrie J.M. Beulens RI
LDI, Wageningen Universiteit Datum:
06 juni 2012
Inhoud
Introductie en referentie project (PPL, Smart Agrifood; EU)
Historische ontwikkelingslijnen. Visie op toekomstige ICT applicaties die
bedrijfsprocessen of ketenprocessen ondersteunen.
Architectuur van nieuwe applicaties en infrastructuren. Kreten: IOT en IOS, Cloud, Cloud proxies etc. Configuratie en ontwikkel opgave.
Historische ontwikkellijnen (1) Van Eiland automatisering: ● BMS + ● Productieautomatisering + ● Ketensystemen
Geleidelijk naar geïntegreerde aanpak: ● BMS centrale spil in bedrijfsvoering en ● Communicatie (2 weg)met: ● Keten en overheid ● Dienstverleners (kennis, financieel, data, etc.). ● Productie automatisering en precisielandbouw. ● Etc.
Historische ontwikkellijnen (2) Geleidelijk naar geïntegreerde aanpak: ● Voor ieder management, monitor en control proces ondersteuning door applicaties (BMS, web applicatie, app) die gebaseerd zijn op gedeelde:
● Data ((web)services) ● (Web)Services
● Voor ieder operationeel proces: ● Aansturing vanuit management processen (vb: spuitbriefje en rijkaart)
● Connectie met (web)services (bv MoveRTK) ● Monitoring en control ● Logging en communicatie naar Data bases.
Historische ontwikkellijnen (3): Visie (1) Geleidelijk naar geïntegreerde aanpak: ● Voor ieder management, monitor en control en uitvoerend proces ondersteuning door applicaties (BMS, web applicatie, ‘app’) die gebaseerd zijn op gedeelde gedistribueerde componenten:
● Data (services) ● (Web)Services ● Die bruikbaar zijn waar nodig!
Historische ontwikkellijnen (3): Visie (2) Geleidelijk naar geïntegreerde aanpak: ● Diverse dienstverleners (ICT; web applicaties, apps). Componenten zijn en komen beschikbaar.
● Standaarden (identificaties, messaging, data modellen, interfaces (Isobus))
● Future Internet: Gedeelde infrastructuur en architectuur. ● Kreten: IOT en IOS, Cloud (proxie)etc.
Conclusie:
Toekomstige ICT applicaties zijn deels noodzakelijkerwijs geïntegreerde applicaties uit gedistribueerde componenten.
Bottom line voor een boer met zijn applicaties, op
kantoor, onderweg en op het veld: Applicaties kunnen gebruik maken van services en moeten samengesteld worden voor die boer en vele anderen.
Dat betekent integratie van data, van services, van
“smart things”, gebruik makend van harde en zachte standaarden.
Conclusie (2)
Daarvoor heb je nodig een infrastructuur waar die
componenten worden beschikbaar gesteld en beheerd en ontwikkeld (voor zover ze publiek zijn)
In infrastructuur zitten ook proprietary services die
gecertificeerd zijn en beheerd door eigenaar waarvoor betaalt moet worden.
Je hebt configuratie mechanismen nodig waarmee
applicaties en applicatieomgevingen kunnen worden gemaakt en neergezet op de plaats waar ze terecht moeten komen (bijvoorbeeld bij boer, bij service provider, in cloud)
Conclusie (3)
Wat minder abstract; een schets van een scenario:
● Database van boer (van BMS) met (geo)perceel info in BMS. ● Sensoren op trekker of ander voertuig: verzamelt geo-tagged info op perceel. Verzendt dat via mobieltje of SD kaart naar applicatie die BMS database aanvult.
● Data adviesmodule (applicatie) die data analyseert en presenteert. Daarbij kun je data analyse services gebruiken.
● Daarnaast advies module die op basis van diverse analyse resultaten met behulp van services een advies geeft.
● Etc.
Conclusie (4)
Daaruit:
● Integratie op database gebied. ● Applicaties delen zelfde databases. ● Applicaties ontstaan uit componenten. ● Applicaties dienen bedrijfsprocessen.
Zie volgende plaatjes. Infrastructuren zijn nodig.
Niveaus ICT
ICT Teelt
ICT Logistiek
ICT Markt
Proces
Data
Fysieke Infrastructuur
Interne integratie
B2B integratie
Applicatie
B2C integratie
Informatie en Communicatie Technologie ICT Teelt
ICT Logistiek
ICT Markt
Proces
Data
Fysieke Infrastructuur
Interne integratie
B2B integratie
Applicatie
B2C integratie
Typen integratie
Teelt
Logistiek
Markt
Proces
Data
Fysieke Infrastructuur
Overheid
Interne integratie
B2B integratie
Applicatie
B2C integratie
Infrastructuren of componenten.
Enkele opmerkingen (verre van volledig). Wat we hebben:
● Agroconnect en EDITeelt++ ● UN/Cefact ● GS1 ● Andere (Geo) standaarden (OGC) en bodies. ● ISO11783 en AEF. ● Initiatief Agrosense. ● EU-Core platform en Smart Agrifood project. ● Daaruit architecture plaatjes.
FI-PPP Architecture for SAF (medium term) Cloud server Farm
Resilience
Context
Support functions for Mass data storage, processing and decision making
Storage
Self Management
Social Security
Privacy Trust
Flex allocations of functions
Government Authorities Net Cloud
Current Network Technologies
IoT
External Services (weather, ..)
Local Farmer Nets
Cloud Proxy
IoT
IoT
Cloud Proxy
Local Logistics Nets
Cloud Proxy
Local Merchandiser Nets
15
IoT
Local Proxy Food Industry Nets
FI-PPP Architecture for SAF (long term) Cloud server Farm
Resilience
Context
Storage
Support functions for Mass data storage, processing and decision making
Self Management
Social Security
Privacy Function split with FI network for better security and efficiency
Government Authorities Net
Trust
Cloud
Future Network Technologies
IoT
External Services (weather, ..)
Local Farmer Nets
Cloud Proxy
IoT
IoT
Cloud Proxy
Local Logistics Nets
Cloud Proxy
Local Merchandiser Nets
16
IoT
Local Proxy Food Industry Nets
SAF small scale pilot architecture
FMIS: Farm Management System EFMIS: Extended FMIS LTMSS: Local Tractor Mgmt Subsystem LFSS: Local Farm Mgmt Subsystem
FMIS
External Services 1 Gbps
Centralized Cloud of Core Platform
“Public” Repository and Registry
EFMIS
Internet
Farmer’s devices
Data Sources Farmer’s Greenhouse
8 Mbps LTMSS
Wireless rural areas
LFSS
17
Greenhouse Greenhouse
SAF small scale pilot GUI (1/2)
18
SAF small scale pilot GUI (2/2)
Welcome John, your friends are waiting for you!
Sign out Home
My farms My friends
LIST of my friends Aaron Hemilton
GO!!!
Add friend Friend Request(2) Friends Alarms
U RG EN T!!! Aphids has infected Jack’s crop. He …
U RG EN T!!! U RG EN T!!! Aphids has infected Nicks crop. He …
Soil Humidity is low. You should irrigate your..
Community Blog Farming Issues Area Statistics Chat History Privacy
19
Conclusie:
Gedeeld beeld van infrastructuur, beheer en ontwikkeling daarvan is noodzakelijk!
Link with the FI Core Platform Requirements from Smart Farming
Page ‹#›
21
Additional requirements for FI-WARE from SAF view
In the FI_WARE document, a set of open topics have been identified for further specification. Below topics needs to be addressed from SmartAgriFood use cases: • Decentralized operation with only cloud proxies to enable pure P2P operations • Distribution of cloud functions to cloud proxies based on privacy, connectivity, etc. constraints of end-users • Content-based access right management (content is supplemented by privacy attributes. For instance, granularity of information is changed depending on user profile)
D500.1 Examples for requirements
Title What is the requirement?
Description & Rationale What does it mean, why & when is it needed? You can define Name Of Generic Enabler here if it requires more clarification or example. Advanced sensor Advanced sensor capabilities should be in place. These capabilities, e.g. sensors must be able to sense ripeness, temperature, ripeness, humidity and other quality parameters. These sensor IOT & Connected Device temperature, devices must have interfaces to connect them to some Interfaces GE (CDI) humidity should kind of local data collection service that can derive the be in place environment conditions of the produce. It should be possible to access advanced sensor data It should be on-line via the internet. More specifically, the data possible to access collection service as introduced in the previous IOT & Connected Device advanced sensor requirement 11 must be accessible anywhere, anytime Interfaces GE (CDI) data on-line via to give access to the sensored data about the the internet environment and the produce. It should be The local data collection services that monitor the possible to environment conditions and quality level of the communicate produce should be able to communicate quality alerts IOT & Connected Device quality alerts about about produce on-line via the internet when certain Interfaces GE (CDI) products in transit thresholds are exceeded, e.g. temperature too high. An on-line via the alert signal must be given towards responsible internet stakeholders in order to take action upon it. Agri-logistics The system shall enable the user/ object to security systems authenticate and/or authorise each other (i.e. in a client should allow for Identity Management GE server, as well as p2p environment) based on trusted human decentralised certificate scheme. interventions
23
D500.1 Examples for requirements
Title What is the requirement?
Description & Rationale What does it mean, why & when is it needed? You can define here if it requires more clarification or example.
Name Of Generic Enabler
Gathering multimedia information for further analysis should be possible
The collection of multimedia data (photos, videos) could be used in order to analyze specific patterns and produce important results.
Selfconfiguration mechanisms should take place
"Zero - configuration" techniques are proposed for people who are not familiar to ICT; in this way, Resource Management GE (IoT) every stakeholder can use every component of of the involved system efortessly.
Mechanisms should be developed for managing and controlling all up – coming services and applications Cooperation between different services should be possible Geo – located users activity data and mobility profiles should be available
Multimedia Analysis GE
The cooperation of different services must be Service, Capability, Connectivity managed by a proper mechanism which will ensure and Control GE (S3C) the smooth operation of the overall system.
Cooperation of different servecs should be feasible Service, Capability, Connectivity so as to provide to any stakeholder high quality of and Control GE (S3C) service. Geo - spatial data should be gathered; those can be used in different areas, by different services and for Mobility Analysis GE different aims e.g. food - awareness subsystem needs to know the exact origin of a product
24
D500.1 Results
Sub-Domain
Total Requirements
Requirements towards Platform **
Smart Farming
64
16
Smart Agri-Logistics
46
16
Food 31
29
Smart Awareness
Core
25
Core platform chapters of services.
The Core Platform Reference Architecture has the following chapters:
● Interface to Network ● Interface to the IoT ● Cloud Hosting ● Support Services ● App/Services Ecosystem & Delivery ● Security ● Development and Testing Tools
26
De aardappel management cyclus: Voorbeeld van integraties (Van den Borne Aardappelen)
Uitdagingen virtualisatie logistieke netwerken
7.0
Ultimate pH
Intelligentie
DFD 6.5
normal
6.0
normal or PSE 5.5 acid
5.0 0
10
20
30
40
50
60
70
Glycongen concn. (µm ol glucose e quiv./g)
Connectiviteit Real‐time Virtualisatie
80
90
100
Implementation and Configuration 7.0
Ultimate pH
Intelligence
DFD 6.5
normal
6.0
normal or PSE 5.5 acid
5.0 0
10
20
30
40
50
60
70
Glycongen concn. (µm ol glucose e quiv./g)
Connectivity Dynamic Virtual Representation
80
90
100
Variabel poten benodigdheden
Conclusie:
Gedeeld beeld of infrastructuur, beheer en ontwikkeling daarvan is noodzakelijk!
Program overview
Cloud Event Management System Virtual Location A
Enviro nment Location A updat e
Virtual Plant
Virtual Location B
Location B Plant locatio n update
Envir onme nt updat e
Main components of the prototype
Reality Objects
Sensors & Devices
Intermediary platfor m
Main components of the prototype
Reality Sensors & Devices
Intermediary platfor m
Cloud Event Mana
Data Storage
Objects
Infor Han Dec Ma Pro Notif
