In den folgenden sieben Jahren hat sich Astarte zu einem Eckpfeiler industrieller IoT-Anwendungen auf der ganzen Welt entwickelt. Die wachsende Nachfrage wurde durch einen sich schnell entwickelnden Markttrend hin zu Servitization-Modellen angetrieben, der durch den steigenden Wert der aus Feldgeräten extrahierten Daten befeuert wurde; Unternehmen suchten nach Lösungen, die nicht nur den Betrieb im Bereich der industriellen Automatisierung rationalisieren, sondern auch nachhaltige, wiederkehrende Einnahmequellen schaffen konnten. Astarte ermöglichte es Unternehmen, über einmalige Hardware-Verkäufe hinauszugehen, indem es flexible, abonnementbasierte Servicemodelle ermöglichte und eine robuste Datenorchestrierungsplattform bereitstellte, die darauf ausgelegt war, diese Transformation voranzutreiben.
Heute steht Astarte als die Datenorchestrierungsplattform innerhalb der Clea Software Suite und befähigt Unternehmen weltweit, das volle Potenzial ihrer vernetzten Geräte zu nutzen, den Betrieb zu optimieren und Innovationen durch nahtloses Datenmanagement voranzutreiben. Lassen Sie uns die Geschichte seiner Entstehung entdecken.
Die Geburt von Astarte: Vom Gerät zu den Daten schwenken
Ispirata Srl, ein junges Unternehmen, das 2012 gegründet und später von SECO Spa übernommen wurde, konzentrierte sich zunächst auf die Entwicklung und Vermarktung von HemeraOS.
HemeraOS war eine Open-Source-Plattform, die entwickelt wurde, um die Anwendungsentwicklung für eingebettete Geräte zu vereinfachen und Herausforderungen in den Bereichen Konfiguration, Fernprüfung und Gerätemanagement zu adressieren. Basierend auf Qt5 bot HemeraOS ein umfassendes Software Development Kit (SDK), das alle notwendigen Werkzeuge für die Anwendungsentwicklung enthielt und mehrere Programmiersprachen durch Bindings oder Proxy-Anwendungen unterstützte. Es unterstützte mehrere Betriebssysteme, darunter Linux und Windows, und bot einen universellen Installer, der auf Plattformen wie Ubuntu 14.04 LTS und Windows 7 und höher getestet wurde. Das SDK enthielt auch eine Qt Creator Plugin-Vorschau, die eine integrierte Entwicklungsumgebung für Hemera-Anwendungen bot. Insgesamt zielte HemeraOS darauf ab, die Entwicklung eingebetteter Anwendungen zu vereinfachen, indem es eine sichere, hardwareunabhängige Plattform mit robusten Kommunikationsfähigkeiten bereitstellte und so viele der Komplexitäten adressierte, die in der Entwicklung eingebetteter Systeme inhärent sind. Trotz seiner Fähigkeiten fehlte HemeraOS die Fähigkeit, groß angelegte IoT-Datenorchestrierung zu unterstützen.
Es wurde zunehmend klar, dass die nächste große Chance darin lag, Unternehmen die Mittel zu bieten, ihre IoT-Felddaten zu nutzen, um ihren Kunden Mehrwertdienste anzubieten, eine Middleware-Plattform, die gerätegenerierte Daten orchestrieren und in umsetzbare Erkenntnisse für AI/ML-Pipelines umwandeln konnte. Damals wurden viele IoT-Proof-of-Concepts (PoCs) auf Kubernetes aufgebaut, aber das Ispirata-Team wollte eine Middleware schaffen, die die Komplexitäten von Kubernetes abstrahierte und Entwicklern intelligenter Produkte eine einfache Integration mit ihrem Stack und Drittanbieter-Software ermöglichte. Dank seiner offenen Lizenz würde sich Astarte als robuste, aber unverbindliche Wahl für Proof-of-Concept-Projekte präsentieren, die, sobald sie erfolgreich bewiesen sind, nahtlos in vollständige Produktionsbereitstellungen skaliert werden könnten. Das Ispirata-Team machte sich daran, eine Lösung zu entwickeln, die skalierbar, flexibel und vor allem entwicklerfreundlich war. Während sich das Projekt weiterentwickelte, baute das Team ein PoC in Java, das von seinem Ökosystem und der Vertrautheit der Entwickler profitierte. Als Elixir an Bedeutung gewann, erkannte das Ispirata-Team schnell sein Potenzial, die Architektur von Astarte zu verbessern. Angesichts der Anforderungen von IoT-Anwendungen – der Handhabung einer großen Anzahl gleichzeitiger Verbindungen, der Gewährleistung von Zuverlässigkeit und der effizienten Verwaltung verteilter Daten – wurden die Stärken von Elixir zunehmend offensichtlich. Seine massive Parallelität, eingebaute Fehlertoleranz und leichten Prozesse machten es zu einer idealen Wahl für eine Plattform, die nahtlos skalieren musste. In Anerkennung der Vorteile von Elixir wechselte Astarte von einem monolithischen Java-System zu einer auf Elixir und der BEAM VM basierenden Microservice-Architektur, die die Skalierbarkeit und Widerstandsfähigkeit verbesserte.
Neugestaltung mit Elixir
Nach der PoC-Phase konzentrierte sich die Entwicklung von Astarte auf Skalierbarkeit, Widerstandsfähigkeit, einfache Bereitstellung, Interoperabilität und Benutzerfreundlichkeit.
Mit seinem deklarativen Datenmanagement-Ansatz erfordert Astarte von den Benutzern, Datenstrukturen vor der Übertragung mithilfe von Schnittstellen zu definieren. Schnittstellen in Astarte definieren, wie Geräte mit der Plattform kommunizieren und einen strukturierten Datenaustausch sicherstellen. Die Versionierung stellt sicher, dass Upgrades die Kompatibilität nicht beeinträchtigen, wodurch Astarte für langfristige IoT-Bereitstellungen anpassungsfähig wird. Dieser Ansatz gewährleistet ein automatisiertes Schema-Management und eine klare Trennung der Verantwortlichkeiten zwischen Datenproduzenten und -konsumenten. Schnittstellen sind versioniert und ahmen die semantische Versionierung nach – willkürliche Änderungen können ausschließlich zwischen verschiedenen Hauptversionen erfolgen (z. B. Entfernen von Mitgliedern, Ändern von Typen usw.), während kleinere Versionen nur inkrementelle additive Änderungen zulassen (z. B. Hinzufügen von Mitgliedern), was reibungslose Upgrades und Rückwärtskompatibilität für IoT-Bereitstellungen ermöglicht. Dieses Modell ermöglicht eine nahtlose Datenintegration in Anwendungen und vereinfacht gleichzeitig die Komplexität des Datenbankmanagements und der Datenvalidierung.
Astarte ist hauptsächlich in Elixir geschrieben und folgt einer replizierten Microservice-Architektur, die jede Komponente selbstständig macht. Dies ermöglicht es Teilen des Systems, auszufallen, ohne die gesamte Infrastruktur zu stören. Dienste kommunizieren über eine Protobuf-basierte API über AMQP, was eine sprachübergreifende Erweiterbarkeit ermöglicht. Astarte geht davon aus, dass Geräte Daten über ein Transportprotokoll oder Protokoll austauschen, das SSL/TLS unterstützt, wie z. B. MQTT, was eine sichere Kommunikation und eine zuverlässige Geräteauthentifizierung durch Client-SSL-Zertifikate gewährleistet. Jede Transportimplementierung muss in der Lage sein, Schnittstellen und Out-of-Band-Nachrichten darauf abzubilden. Astarte selbst bleibt jedoch agnostisch gegenüber den Implementierungsdetails der Transportschicht, da seine Rolle darin besteht, AMQP-Nachrichten zu verarbeiten, die seiner internen API-Spezifikation entsprechen. Die offizielle und empfohlene Transportimplementierung für Astarte ist MQTT, das VerneMQ zusammen mit seinem dedizierten Astarte-Plugin verwendet, um eine nahtlose und skalierbare Kommunikation zwischen Geräten und der Plattform zu erleichtern.
Die meisten Plattformen verfolgen einen vertikalen Ansatz. Sie sind darauf ausgelegt, einer bestimmten Branche zu dienen, wenn nicht sogar einer einzigen Produktlinie. Im Gegensatz zu vertikal integrierten IoT-Plattformen beschränkt Astarte Geräte nicht auf eine vordefinierte Funktion. Stattdessen repräsentiert es einfach jedes elektronische Gerät, das in der Lage ist, sich zu verbinden – sei es ein industrieller Kühlschrank, ein Router oder ein Satellit usw. Jedes Gerät erhält eine eindeutige 128-Bit-Geräte-ID, die eine konsistente Identifizierung und nahtlose Verwaltung gewährleistet.
Geräte-SDKs können das Schnittstellendesign nutzen, um dynamisch Code für den Datenaustausch mit Astarte zu generieren, und werden für zahlreiche Programmiersprachen und Geräte bereitgestellt, von C, das für kleine MCUs wie ESP32 oder ZephyrOS geeignet ist, über Java zur Unterstützung von Android-Geräten, C++ auf der Qt-Plattform bis hin zu modernen Sprachen wie Rust und Go, die Speichersicherheit durch Design implementieren, und viele mehr (Python, Elixir, C#). Auf diese Weise werden Entwickler, die Geräte-SDKs verwenden, von der Kenntnis der Details über die zugrunde liegenden Transporte und Protokolle verschont und können eine datengesteuerte API verwenden, die das Framework oder die Sprache verwendet, mit der sie am vertrautesten sind.
Astarte ist darauf ausgelegt, zu skalieren und sich nativ in Kubernetes zu integrieren, um die Bereitstellung und Verwaltung zu vereinfachen. Astarte basiert auf der standardmäßigen Kubernetes-API, was bedeutet, dass es keine Bereitstellung bei einem bestimmten Cloud-Anbieter oder in einer bestimmten Umgebung erfordert. Ob in der Cloud, am Edge oder in On-Premise- und Hybrid-Szenarien bereitgestellt, Astarte integriert sich nahtlos in jede standardmäßige Kubernetes-Installation. Diese Flexibilität stellt sicher, dass Organisationen ihre bestehende Infrastruktur nutzen können, während sie von den Skalierbarkeits- und Orchestrierungsfähigkeiten von Astarte profitieren. Der Astarte Operator automatisiert Cluster-Operationen, einschließlich Upgrades, Überwachung und Skalierung, und optimiert die Leistung über Cloud-, Edge- und On-Premises-Bereitstellungen hinweg. Selbst Entwickler, die mit Kubernetes nicht vertraut sind, profitieren von seiner Abstraktion komplexer Infrastruktur-Operationen.
Astarte in der Produktion: Anwendungen in der realen Welt
Zwischen 2019 und 2021 erlebte Astarte eine weit verbreitete Einführung in verschiedenen Branchen. Lassen Sie uns zwei reale Anwendungsfälle erkunden, in denen Astarte als ideale Lösung für unsere Kunden hervorging.
In der Netzwerkbranche war Astarte entscheidend für die Ermöglichung massiv skalierbarer und sicherer IoT-Kommunikation, insbesondere für einen Kunden, der große Netzwerke von Routern verwaltet. Wir können keine Namen nennen, aber vertrauen Sie uns – Sie haben unzählige Male mit ihrer Technologie interagiert. Dieser Kunde benötigte eine Lösung, die in der Lage ist, auf Milliarden von Geräten zu skalieren. Astarte adressiert diese Herausforderung durch seine Integration mit ScyllaDB, einer leistungsstarken, verteilten NoSQL-Datenbank, die für ihre ultra-niedrige Latenz und hohen Durchsatz bekannt ist. ScyllaDB übertrifft traditionelle Datenbanken und stellt sicher, dass Astarte massive Datenaufnahme und Echtzeitverarbeitung für groß angelegte IoT-Bereitstellungen bewältigen kann. In der Medizintechnik nutzte ein OEM, der hochwertige medizinische Geräte herstellt, Astarte, um vom Geräteverkauf zu einem wiederkehrenden Einnahmemodell zu wechseln. Anstatt Geräte direkt zu verkaufen, implementierte das Unternehmen ein kreditbasiertes System. Ärzte konnten Nutzungsguthaben über ein Online-Dashboard erwerben, wobei Astarte das Backend orchestrierte, um die verfügbare Therapiezeit auf Gerätebasis zu verwalten und zu verfolgen. Dies ermöglichte es Ärzten, auf fortschrittliche Behandlungen zuzugreifen, ohne hohe Vorabkosten, während der OEM von einem vorhersehbaren Einnahmestrom profitierte und gleichzeitig das Eigentum an ihren Geräten behielt.
Vereinigung unter SECOs Clea IoT Software Suite
Ein wichtiger Meilenstein in der Entwicklung von Astarte wurde 2021 erreicht, als Ispirata Srl von SECO SpA übernommen wurde, um SECO Mind zu bilden, die Tochtergesellschaft von SECO, die sich auf fortschrittliche IoT-Software spezialisiert hat.
Diese Phase führte zur Entwicklung von Edgehog, einem Open-Source-Gerätemanagementsystem, das auf Astarte basiert und entwickelt wurde, um IoT-Gerätelebenszyklen zu überwachen. Edgehog vereinfacht das Flottenmanagement mit Funktionen wie OTA-Firmware-Updates, Echtzeit-Statusüberwachung, Geolokalisierung und Fernzugriff auf Terminals. Edgehog unterstützt sowohl Linux-basierte Systeme als auch ESP32-Geräte und bietet nahtlose Geräteorchestrierung über verschiedene Hardwareumgebungen hinweg.
Darüber hinaus entstand das Clea Portal als unternehmensbereite Erweiterung von Astarte, die es Organisationen ermöglicht, Benutzer, Anwendungen und IoT-Projekte mit einer anpassbaren Benutzeroberfläche und Plug-and-Play-JavaScript-basierten Apps zu verwalten.
SECO führte die Clea-Marke ein und konsolidierte alle Komponenten unter einem einheitlichen kommerziellen IoT-Angebot, während ein offener Middleware-Ansatz beibehalten wurde. Dieser Schritt positionierte Astarte als wichtigen Akteur in industriellen IoT-Lösungen, begleitet von einem modularen Angebot an Hardware und Software.
Jetzt sind Sie dran
Die meisten Softwarekomponenten in der Clea Suite sind auf GitHub unter der permissiven Apache 2-Lizenz verfügbar. Das bedeutet, dass Sie, obwohl dies die Geschichte von Astarte ist, sicherlich Teil seiner Zukunft sein können. Besuchen Sie SECO.com, um mehr über seinen Code und wie Sie beitragen können zu erfahren, oder auch nicht. Nutzen Sie Astarte einfach nach Belieben – auch in kommerziellen Projekten.
Ob Sie Ihre Abläufe optimieren, zu abonnementbasierten Geschäftsmodellen wechseln oder modernste Datenorchestrierung in Ihre Produkte integrieren möchten, SECO ist hier, um zu helfen. Kontaktieren Sie uns noch heute, um zu erfahren, wie unsere Lösungen, einschließlich Astarte und der Clea IoT Software Suite, Ihr Unternehmen transformieren können.