自动化IoT应用程序设备编程的工具

物联网(IoT)迎来了一个新时代，日常物品逐渐演变成我们现在所说的网络物理系统。这些系统是由计算机算法控制或监视的物理机制，并通过Internet紧密地交织在一起。这样的系统已经进入工业领域，并且首先被部署和用于管理和控制工业过程，从而产生了所谓的工业4.0。ICREA研究教授Jordi Cabot和研究员AbelGómez是加泰罗尼亚大学(OOC)互联网跨学科研究所(IN3)的系统，软件和模型(SOM)研究实验室的两名成员，与IKERLAN技术研究中心合作，设计了一种创新的新工具，用于自动化和简化采用异步事件驱动通信的系统的创建，异步事件驱动的通信是该领域中使用最广泛的计算机体系结构之一。该工具是第一个使用最近发布的AsyncAPI规范的工具，该规范使这种架构的工作标准化。该原型最初是MegaMa @ Rt2项目的一部分，是开源的，因此可以免费在线获得。

在许多设备必须相互通信的IT基础结构中，例如在工厂中要监视和控制不同机器的设备中，整个信息通常由中央节点管理。为了防止这些基础结构因故障组件而崩溃，部署了事件驱动的异步体系结构。这些体系结构的优点之一是，一个组件发生故障不会触发整个系统崩溃。最受欢迎的范例之一是发布-订阅体系结构，其中消息不发送到特定的接收者。根据阿贝尔·戈麦斯(AbelGómez)的说法，“网络中所有设备都共享一个通道，当一个元素(无论是计算机，服务器还是其他类型的设备)想要接收某些信息时，它所要做的就是订阅特定类别的消息。这样，当另一台设备能够提供信息时，它只是将其发布在共享渠道下的商定类别下，并且只有订阅的设备才能收到有关此主题的消息。”

尽管这些分布式体系结构特别具有可伸缩性和灵活性，但是它们并非没有问题，因为仍然没有像网站创建这样的既定编程标准。因此，该部门仍需要就消息类别及其内部格式和结构达成一致。研究人员说：“由于没有通用语言，而且它们是这样的分布式基础架构，因此每个元素由不同的人编程的可能性很高，这意味着消息在设备之间可能会有所不同。结果，如果设备之间存在任何差异，主题名称或使用的格式，接收方将不会接收或不知道如何解密内容。

现在正在提出一种新的解决方案，以寻求标准化事件驱动的体系结构的编程：AsyncAPI规范。该规范允许用户定义在这些环境中设计和运行IoT设备所需的所有相关信息。但是，AsyncAPI仍处于开发的早期阶段，因此支持AsyncAPI的工具仍然供不应求。尽管如此，研究人员仍基于此新建议开发了一种工具，该工具使用户可以自动以适当的格式创建消息以及发送和接收消息。阿贝尔·戈麦斯(AbelGómez)表示：“为物联网设备实施程序的大部分工作涉及以通道订户期望的格式创建消息，并进行“翻译”。来自其他设备的消息，以便处理信息。因此，必须编写大量的代码，而当手工完成时，这可能是错误的来源。”

戈麦斯说：“通过采用这种新工具，我们可以大大缩短开发和启动程序所需的时间，这有利于互操作性，提高了代码质量，进而限制了软件开发生命周期中的错误数量。

基于时间序列数据的程序优化模型

电子物理系统在工业4.0中的集成带来的另一个挑战是需要改进对时间序列数据(例如温度或连续收集的其他数据)的计算机化管理。这些系列的历史数据对于监视系统运行时间，改进工业流程以及在灾难性故障后查明可能的错误源至关重要。在这一领域，UOC研究人员与一个奥地利研究小组合作，设计了一个理论模型，该模型结合了基于模型的工程和时间序列数据库，以自动化部分开发过程。

时间序列数据库支持存储和分析大量历史数据，例如定期读取工业冰箱的温度。然后，此信息允许执行不同的操作，例如计算特定时间段内的最高或平均温度。最重要的是，该项目旨在将诸如此类的时间序列计算集成到模型中，即某种计算机系统的表示形式，该系统可以使整个过程自动化，并且无需针对不同情况重复编码其功能。阿贝尔·戈麦斯(AbelGómez)说：“我们提出了一个模型，该模型使我们可以利用时间序列数据库来优化历史查询。

根据研究人员的说法，该建议是有好处的，因为它将使编程过程自动化并避免潜在的编码错误的风险，因为该模型将指定使其正常运行所需的所有信息。“这种模型将减少编程时间并减少错误的发生。通过自动从模型中生成代码，您就不会再有程序员会手工犯错了，”Gómez说。

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