- Комплексный подход к быстрой разработке систем IIoT (arXiv)
Автор:Константин Меркер, Тильман Клаегер, Лукас Оэм
Аннотация . Хотя было проведено множество исследований архитектуры систем промышленного Интернета вещей (IIoT), концепции структурирования процессов их разработки отсутствуют. Поэтому мы предлагаем целостный подход, поддерживающий организации в быстрой разработке систем IIoT. Он включает в себя структурирование процесса разработки на несколько проектов с общими соглашениями о проектах. Используя единый настраиваемый сценарий сборки для всех проектов, наша цель — сделать интеграцию кода из различных проектов в более широкие системы IIoT простой и декомпозируемой с минимальными усилиями.
2. Обеспечение безопасности IIoT с помощью глубокоэшелонированной защиты: на пути к сквозной безопасной индустрии 4.0 (arXiv)
Автор: Айнтзане Мостейро-Санчес, Марк Барсело, Джейсоне Асторга, Айтор Урбьета
Аннотация .Industry 4.0 использует подмножество IoT, называемое Industrial IoT (IIoT), для обеспечения подключения, функциональной совместимости и децентрализации. При развертывании промышленных сетей безопасность редко учитывается при проектировании, но это становится необходимым в интеллектуальном производстве по мере расширения возможностей подключения. Сочетание ОТ и ИТ-инфраструктур в Индустрии 4.0 добавляет новые угрозы безопасности помимо угроз безопасности традиционных промышленных сетей. Стратегии глубокоэшелонированной защиты (DiD) решают эту проблему, предоставляя несколько уровней защиты, каждый из которых фокусируется на определенном наборе угроз. Кроме того, строгие требования сетей IIoT требуют облегченных алгоритмов шифрования. Тем не менее, эти шифры должны обеспечивать безопасность E2E (End-to-End), поскольку данные проходят через промежуточные объекты или промежуточные блоки, прежде чем достичь места назначения. В случае компрометации промежуточные блоки могут предоставить потенциальным злоумышленникам уязвимую информацию, если она не зашифрована на всем пути. В этой статье представлен анализ наиболее актуальных стратегий обеспечения безопасности в Индустрии 4.0 с упором в первую очередь на глубокоэшелонированную защиту. Имея это в виду, он предлагает комбинацию DiD, алгоритма шифрования, называемого шифрованием на основе атрибутов (ABE), и безопасностью объектов (например, OSCORE), чтобы получить подход к безопасности E2E. Этот анализ является важным первым шагом к разработке более сложных и легких систем безопасности, подходящих для Индустрии 4.0.
3. Новый подход к сжатию изображений в промышленном Интернете вещей (arXiv)
Автор: Нахид Гаджизаде, Пируз Шамсинежад, Реза Джавидан
Аннотация. Использование датчиков изображения в автоматизации технологии промышленного Интернета вещей (IIoT) растет день ото дня. В таких компаниях в любой момент передается большое количество изображений большого объема; поэтому существенной проблемой является уменьшение объема передаваемой информации и, следовательно, полосы пропускания без снижения качества изображений. Сжатие изображения в сенсорах в связи с этим сэкономит полосу пропускания и ускорит передачу данных. Существует несколько исследований по сжатию изображений для сенсорных сетей, но в соответствии с характером передачи изображений в IIoT исследований в этой конкретной области не проводилось. В этой статье впервые представлена и применена новая многоразовая техника для повышения производительности при сжатии изображений. Для этого представлена новая технология адаптивного сжатия с потерями для сжатия изображений, генерируемых датчиками, в IIoT с использованием K-Means++ и Intelligent Embedded Coding (IEC) в качестве нашего нового подхода. Новый метод основан на цвете пикселей, так что пиксели с одинаковыми или почти одинаковыми цветами группируются вокруг центроида, и, наконец, цвет пикселей будет закодирован. Эксперименты основаны на авторитетном наборе данных изображений из реальной умной теплицы; то есть КОМАТСУНА. Результаты оценки показывают, что при той же степени сжатия наш подход сжимает изображения с более высоким качеством по сравнению с другими методами, такими как кластеризация K-средних, нечетких C-средних и нечетких C-средних++.
4.Совместная связь и датчики на основе OTFS для будущего промышленного Интернета вещей (arXiv)
Автор:Кай Ву, Дж. Эндрю Чжан, Сяоцзин Хуан, Ю. Джей Го
Аннотация:Эффективная беспроводная связь становится все более важной для поддержания успешной замкнутой работы критически важных промышленных приложений Интернета вещей (IIoT). Чтобы удовлетворить постоянно растущие требования к лучшей беспроводной связи для IIoT, мы предлагаем схему совместной связи и радиозондирования (JCAS) на основе ортогонального частотно-временного пространства (OTFS) — энергоэффективное решение не только для надежной связи, но и высокоточное зондирование. Было продемонстрировано, что OTFS обладает более высокой надежностью и энергоэффективностью, чем популярные в настоящее время формы сигналов связи IIoT. JCAS также настоятельно рекомендуется для IIoT, поскольку он экономит затраты, мощность и спектр по сравнению с двумя отдельными радиочастотными системами. Однако выполнение JCAS на основе OTFS может быть затруднено из-за отсутствия эффективного обнаружения OTFS. Данная статья посвящена восполнению этого технологического пробела. Сначала мы разрабатываем серию методов предварительной обработки эха, которые успешно устраняют влияние символов передаваемых данных в частотно-временной области, где решаются основные проблемы, такие как интерференция между несущими и между символами и усиление шума. Затем мы проводим всесторонний анализ отношения сигнал-помеха-плюс-шум (SINR) для обнаружения и оптимизируем ключевой параметр предлагаемого метода, чтобы максимизировать SINR. Обширные симуляции показывают, что предлагаемый метод зондирования приближается к оценщику максимального правдоподобия в отношении точности оценки целевых параметров и проявляет применимость к широкому диапазону ключевых параметров системы. Примечательно, что в сложности предлагаемого метода преобладает только двумерное преобразование Фурье.
