Егор Орлов: «Мы создали гибкую и готовую IoT-платформу, которую можно адаптировать под требования заказчика»

2 часа назад

© Егор Орлов, технический директор компании ООО «Бэк Стэк»

Новгородская компания «Бэк Стэк» вместе с Инновационным научно-технологическим центром (ИНТЦ) «Валдай» разработала модульную IoT-платформу для построения беспроводных сетей. Система может применяться в проектах «Безопасного города», ЖКХ и промышленной инфраструктуре. Устройства объединяются по mesh-архитектуре, а связь на базе LoRa работает на расстоянии до 5 км. Разработчики не планируют ограничиваться точечными сценариями: в перспективе дальность работы сети могут увеличить до нескольких десятков километров. О том, где проходят границы для такой архитектуры, как управлять работой сотен устройств с помощью одной системы и насколько российский IoT сегодня реально локализован, журнал RUБЕЖ поговорил с техническим директором «Бэк Стэк» Егором Орловым.

Архитектура, интерфейсы и масштабируемость

— Как именно и в каких условиях обеспечивается связь на расстоянии до 5 км? За счёт каких технических решений достигается такая дальность и в каких условиях она уже была подтверждена?

Егор Орлов: Такая дальность достигается за счёт радиомодуля, работающего на частоте 433 МГц с использованием технологии LoRa. Важно понимать: в плотной городской застройке показатели всегда будут ниже и напрямую зависят от количества и плотности препятствий. Мы проводили эксперимент в 20-этажном здании: источник сигнала находился на верхнем этаже, а приемник — на первом. Сигнал успешно доходил. Если честно были сами удивлены, что возможно пробить столько бетона.

Для домохозяйств (умного дома) такая дальность, конечно, избыточна, а вот для задач умного города она крайне полезна. При этом мы в первую очередь оцениваем эффективную дальность — дистанцию, на которой связь остается стабильной для корректного взаимодействия устройств. Производитель чипов заявляет о возможности работы до 10 км, но на таком пределе стабильность передачи пакетов будет крайне низкой.

— Какие устройства и оборудование уже можно подключать к платформе?

Е. Орлов: С аппаратной точки зрения мы заложили широкие возможности по интерфейсам: USB, QSPI, SPI, CAN, I2C, UART, аналоговые входы и цифровые вводы-выводы. Но главная проблема не в том, чтобы физически соединить два устройства, а в том, чтобы наладить обмен данными по протоколу. Чаще всего производители, особенно промышленного оборудования, оставляют разъёмы и возможности для внешнего подключения. Поэтому на первом этапе мы будем искать возможности создания адаптеров — как аппаратных, так и программных.

— Какое максимальное количество устройств может одновременно работать в одной mesh-сети?

Е. Орлов: Сейчас комфортная работа обеспечивается при 10–15 устройствах. В этот лимит не входят устройства с автономным питанием и те, что находятся в прямой видимости мастера. Также стоит отметить ограничение на количество «прыжков» (ретрансляций до мастера): их должно быть не более двух. Программно мы можем снимать эти ограничения, если понимаем параметры конкретной сети — это может быть полезно для индивидуальных заказчиков.

Такие лимиты связаны с производительностью устройств и объемом памяти, и мы активно работаем над их увеличением. Но здесь встаёт вопрос целесообразности. Для умного дома с такой дальностью mesh-сеть, по сути, не нужна. А вот для умного города или ЖКХ количество «прыжков» и устройств может исчисляться сотнями, что тоже не совсем рабочая история из-за потенциальных задержек. Нужно смотреть на такие потребности уже в полях.

Сейчас эту проблему можно решить за счет распределенного подключения хабов (мастеров), тем более что стоимость устройств вне зависимости от их роли отличается не сильно. В перспективе мы хотим получить возможность разворачивать сети протяженностью в несколько десятков километров. Например, чтобы централизованно управлять городским освещением, видеть, где не работает лампа, и при этом иметь всего несколько точек выхода в интернет для передачи данных в центр управления. Задача выглядит решаемой.

Кибербезопасность, экономика импортозамещения и перспективы

— Какие механизмы защиты используются для передачи данных и управления подключёнными устройствами?

Е. Орлов: Аппаратно мы поддерживаем шифрование данных через AES-128 и «Кузнечик». Пока используем AES-128, так как он более распространён и поддерживаем большим количество микроконтроллеров. Также применяются стандартные механизмы аутентификации через токен, который получает хаб.

— Используются ли в разработке зарубежные компоненты, библиотеки или ПО? Если да, то какие элементы остаются импортными и какова доля отечественных компонентов в конечном устройстве?

Е. Орлов: Да, мы используем зарубежные компоненты. К сожалению, не всё доступно у отечественных производителей, по крайней мере пока. Я не считаю, что абсолютно всё нужно замещать — важнее смотреть на стоимостную локализацию.

Возьмём наш модуль с отечественным микроконтроллером, который выполняет ключевую роль в системе. Разработка ПО, печатные платы, проектирование, сборка, сам микроконтроллер, даже упаковка — всё это сделано в России. Стоимостная локализация близка к 90%. Это значит, что средства работают внутри страны. Для коммерческого продукта это очень хороший показатель.

Конечно, есть и зависимости, которые мы отмечаем как риски. Это радиочипы и микроконтроллеры с поддержкой Wi-Fi. Подходящих для наших задач отечественных аналогов пока просто нет.

— Какой измеримый эффект получает заказчик от использования платформы? Есть ли данные по снижению стоимости оборудования, сроков развёртывания, затрат на эксплуатацию или другим показателям?

Е. Орлов: Пока рано делать глобальные выводы, в таких случаях нужно брать конкретный проект и сравнивать решения с просчётом всех параметров. Могу сказать, что сейчас многие задачи в городах или нефтяной отрасли решаются за счет создания уникального решения под конкретную задачу. Это очень дорого и долго.

У нас гибкая и готовая платформа. По цене мы если не дешевле ближайших аналогов, то точно на уровне. При этом, как я говорил ранее, мы готовы создавать адаптеры, подстраиваться под требования и разрабатывать новые модули с нужными характеристиками. Зарубежные вендоры такой гибкости вам не предоставят — придется решать проблемы самостоятельно.

Для сравнения возьмем аппаратную часть. Хаб для систем Zigbee обойдется минимум в 3000–5000 рублей, хороший — в 20000–50000. Наш хаб стоит 3500–4500 рублей в зависимости от комплектации. Много ли найдётся решений, готовых так конкурировать по цене с китайскими производителями?

— На какой стадии находится разработка сейчас? Есть ли уже пилотные проекты или реальные внедрения?

Е. Орлов: Сейчас мы занимаемся тестами и доработками программной части. Планируем завершить их к концу года. Надеюсь, что к этому времени найдём пилотный проект на базе Великого Новгорода. В первую очередь нам интересно внедрение в концепцию «Умного города».

Но мы также открыты и для производителей оборудования. Например, часто видим задачи на внедрение управляемого климата на больших объектах, таких как вокзалы. В партнёрстве с производителем климатического оборудования мы бы идеально туда вписались. Осталось найти друг друга.

Аппаратную часть мы обкатываем аппаратную часть совместно с программной. Проект разрабатывается полностью за счёт наших внутренних ресурсов, и коммерциализация стоит на первом месте. Мы уже продаём наши модули тем, кто создает свои системы без нашей программной части, и видим интерес в разных сферах, в том числе в образовании.

В октябре у нас стартует серийное производство модулей. Серии пока небольшие, но это уже возможность начать окупать проект. Параллельно мы ищем пилотный проект и рассчитываем начать работу с ним до конца года. Наш главный фокус — завершение всех работ над программной частью.

— На какой стадии находится разработка сейчас? Это опытный образец или уже готовое к серийному производству решение? Планируется ли коммерческий запуск?

Е. Орлов: Сейчас мы обкатываем аппаратную часть совместно с программной. Проект разрабатывается полностью за счёт наших внутренних ресурсов, и коммерциализация стоит на первом месте. Мы уже продаём наши модули тем, кто создает свои системы без нашей программной части, и видим интерес в разных сферах, в том числе в образовании.

В октябре у нас стартует серийное производство модулей. Серии пока небольшие, но это уже возможность начать окупать проект. Параллельно мы ищем пилотный проект и рассчитываем начать работу с ним до конца года. Сейчас наш главный фокус — завершение всех работ над программной частью.

Читайте также: Вячеслав Шириков: «Цена решения теперь важнее функциональности, но информационная безопасность – приоритет»