Architektura

IronFlock to system rozproszony składający się z dwóch warstw: autonomicznych urządzeń brzegowych, które uruchamiają aplikacje w miejscu pracy, oraz centralnych usług zapewniających przechowywanie danych na poziomie całej floty, panele, AI i koordynację. Broker wiadomości w czasie rzeczywistym łączy wszystkie elementy.

Nie jest to czysta platforma brzegowa ani czysta platforma chmurowa. To obie naraz — architektura została zaprojektowana tak, aby każda warstwa robiła to, w czym jest najlepsza.

Jak system jest zorganizowany

┌─────────────────────────────────────────────────────────┐  ┌──────────┐
│                    Usługi centralne                     │  │ Urządze- │
│                                                         │  │  nie     │
│  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌──────────┐  ┌────────┐   │  │ wirtualne│
│  │ FleetDB  │  │ Backend  │  │   Usługa │  │  Web   │   │  │┌────────┐│
│  │ Cluster  │  │ Service  │  │    AI    │  │   UI   │   │  ││ Własna ││
│  │(Timescale│  │          │  │          │  │        │   │  ││ Usługa ││
│  │   DB)    │  │          │  │          │  │        │   │  │└────────┘│
│  └────┬─────┘  └────┬─────┘  └────┬─────┘  └───┬────┘   │  │  Agent   │
│       │             │             │            │        │  └────┬─────┘
│       └─────────────┴──────┬──────┴────────────┘        │       │
│                            │                            │       │
│                    ┌───────┴───────┐                    │       │
│                    │  Broker WAMP  ├────────────────────────────┘
│                    │  (wiadomości) │                    │
│                    └───────┬───────┘                    │
│                            │                            │
└────────────────────────────┼────────────────────────────┘
                             │
              ┌──────────────┼─────────────┐
              │              │             │
      ┌───────┴──┐   ┌───────┴──┐   ┌──────┴───┐
      │ Urządze- │   │ Urządze- │   │ Urządze- │
      │  nie 1   │   │  nie 2   │   │  nie 3   │
      │┌────────┐│   │┌────────┐│   │┌────────┐│
      ││  Apli- ││   ││  Apli- ││   ││  Apli- ││
      ││kacje   ││   ││kacje   ││   ││kacje   ││
      ││(Docker)││   ││(Docker)││   ││(Docker)││
      │└────────┘│   │└────────┘│   │└────────┘│
      │  Agent   │   │  Agent   │   │  Agent   │
      └──────────┘   └──────────┘   └──────────┘

Trzy warstwy

1. Urządzenia brzegowe — autonomiczne węzły wykonawcze

Urządzenia brzegowe to główne węzły wykonawcze IronFlock. Każde urządzenie uruchamia lekki agent i jedną lub więcej konteneryzowanych aplikacji (Docker). Urządzenia są autonomiczne: kontynuują działanie nawet po odłączeniu od usług centralnych i automatycznie ponownie łączą się po przywróceniu sieci.

Urządzeniami brzegowymi może być dowolny sprzęt z systemem Linux — Raspberry Pi, komputery przemysłowe, NVIDIA Jetson, bramy x86 lub niestandardowe płytki ARM.

Co działa na urządzeniach brzegowych:

• Agent IronFlock — zarządza cyklem życia urządzenia, obsługuje aktualizacje OTA, uruchamia kontenery i utrzymuje połączenie z brokerem wiadomości
• Twoje aplikacje — wdrożone jako kontenery Docker w dowolnym języku programowania. Te aplikacje zbierają dane ze sterowników PLC i czujników, wykonują logikę sterowania, obsługują lokalne interfejsy HMI, uruchamiają modele AI lub robią cokolwiek, co może zrobić aplikacja Linux

Urządzenia brzegowe domyślnie inicjują wszystkie połączenia wychodzące — nie trzeba otwierać portów przychodzących. Jednak porty urządzenia mogą być selektywnie otwierane w razie potrzeby.

2. Usługi centralne — dane, UI i AI na poziomie floty

Warstwa centralna zapewnia możliwości wymagające widoku całej floty lub trwałej infrastruktury. Każda usługa centralna jest niezależnie skalowalna:

• FleetDB — Klaster baz danych PostgreSQL/TimescaleDB przechowujący wszystkie dane telemetryczne zebrane z urządzeń. Każdy projekt otrzymuje własną izolowaną instancję bazy danych.
• Backend Service — Zarządza urządzeniami, projektami, aplikacjami, kontami użytkowników, wydaniami i wszystkimi operacjami na poziomie floty.
• FleetDB Service — Przetwarza przychodzące strumienie danych z urządzeń, obsługuje transformacje danych, dostarcza dane paneli w czasie rzeczywistym i zarządza oceną alarmów.
• Usługa AI — Orkiestruje konwersacje agentów AI, dynamicznie dodając i usuwając wyspecjalizowanych agentów w miarę rozwoju rozmowy.
• Web UI — Przeglądarkowy panel sterowania, gdzie operatorzy zarządzają flotą, przeglądają panele, konfigurują alarmy, tworzą aplikacje i wchodzą w interakcje z asystentem AI.
• Rejestr kontenerów — Przechowuje obrazy Docker dla wszystkich aplikacji, umożliwiając wdrożenie OTA na dowolnym urządzeniu w flocie.

3. Urządzenia wirtualne — niestandardowe węzły obliczeniowe

Oprócz fizycznych urządzeń brzegowych, IronFlock umożliwia provisioning urządzeń wirtualnych — chmurowych węzłów obliczeniowych, które dołączają do projektu obok fizycznej floty. Urządzenie wirtualne uruchamia tego samego agenta IronFlock co urządzenie fizyczne i może uruchamiać dowolną konteneryzowaną aplikację.

Typowe zastosowania urządzeń wirtualnych:

• Uruchamianie centralnych usług floty takich jak Grafana, Node-RED, Netdata lub Jupyter
• Hostowanie potoków przetwarzania danych agregujących dane z wielu urządzeń fizycznych
• Uruchamianie usług wnioskowania AI zbyt wymagających obliczeniowo dla sprzętu brzegowego
• Działanie jako mosty protokołów łączące systemy zewnętrzne (SAP, ERP, interfejsy API chmury) z projektem IronFlock

Broker wiadomości — spoiwo systemu

Wszystkie komponenty IronFlock komunikują się przez centralny broker wiadomości WAMP (Web Application Messaging Protocol). Broker zapewnia:

• Komunikację pub/sub w czasie rzeczywistym — Urządzenia publikują telemetrię, panele subskrybują dane na żywo
• Zdalne wywoływanie procedur (RPC) — Usługa AI wywołuje funkcje po stronie urządzenia, backend wyzwala operacje na kontenerach
• Izolację projektów — Każda kombinacja projekt-aplikacja ma własny kryptograficznie izolowany realm komunikacyjny

Skalowalność i aktualizacje bez przestojów

Każdy komponent architektury IronFlock jest zaprojektowany z myślą o horyzontalnej skalowalności. Backend, FleetDB, usługa AI, broker wiadomości i rejestr kontenerów mogą być niezależnie skalowane bez wpływu na inne części systemu.

Architektura a tradycyjny SCADA

Tradycyjne platformy SCADA (Ignition, WinCC, Wonderware) stosują model skoncentrowany na bramie: jeden centralny serwer robi wszystko. IronFlock odwraca to podejście. Urządzenia brzegowe są autonomicznymi węzłami wykonawczymi z pełnymi możliwościami obliczeniowymi.

Opcje wdrożenia

Zobacz Opcje wdrożenia, aby poznać pełne porównanie wszystkich trzech modeli.