工業物聯網架構
我們從不同角度對工業物聯網架構進行闡述,以便更深入地把握其內涵。
1基于系統概念的IIoT架構描述
從工業系統的角度,給出了一個相對簡單的IIoT體系結構,分為物理層、通信層、應用層三層。
物理層
它由廣泛部署的物理設備組成,例如傳感器、致動器、制造設備、設施實用程序和其他工業制造和自動化相關對象。
通信層
它結合了許多通信網絡,如無線傳感器網絡、5G、M2M、SDN等。在智能工業應用中,各種網絡技術必然支持相當數量的傳感器和執行器的互聯。
應用層
它由各種工業應用組成,包括智能工廠和智能供應鏈。這些智能工業應用利用大量傳感器和執行器來實現實時監控、準確控制和有效管理。
以上結構簡單明了,很容易理解IIoT的基本概念。
2面向服務的物聯網架構描述
本文描述了面向服務(SOA)的物聯網架構,該架構強調異構設備之間不同技術的可伸縮性、可擴展性、模塊化和互操作性,有利于對IIoT的技術理解。該結構分為四層:感知層、網絡層、服務層和接口層。
傳感層
傳感器層是物聯網的基本特征,由傳感器(如RFID和智能傳感器)和相應的數據感知/采集協議組成。
物聯網可以看作是一個可以在全球范圍內進行遠程連接和控制的網絡。遠程連接和控制對象的基本要求是傳感。在傳感器層,帶有標簽或傳感器的無線智能系統可以自動感知并在不同設備之間交換信息。這些技術顯著提高了物聯網感知和識別物體或環境的能力。在某些行業中,有必要為每個可能的服務或設備分配一個通用的標識符(UUID ),帶有UUID的設備可以很容易地被識別和檢索。
網路層
網絡層的作用是連接所有對象,并允許設備與其它連接的設備共享信息。網絡層實際上是由各種網絡組成的異構網絡。
網絡層可以從現有的IT基礎設施(如商業系統、交通系統、電網、醫療系統、ICT系統等)獲取信息。)和聚合信息。在IIoT中,提供服務的設備通常部署在異構網絡中,所有相關設備都被引入到服務網絡中。這個過程可能涉及QoS管理和滿足用戶應用程序的需求。另一方面,對于動態變化的網絡,自動網絡發現非常重要。設備需要自動分配用于部署、管理和調度的角色,并根據需要隨時切換到任何其他角色。這些功能使設備能夠協作完成任務。為了設計IIoT的網絡層,設計人員需要解決異構網絡的網絡管理、能量效率、QoS要求、服務發現和檢索、數據和信號處理、安全和隱私等技術問題。
服務層
服務層依賴于中間件技術,它提供了IOT服務和應用程序無縫集成的功能。中間件技術為物聯網提供了一個低成本的平臺,其中的硬件和軟件平臺可以重用。服務層主要提供不同組織開發的中間件的服務規范。一個好的服務層將能夠識別常見的應用程序需求,并提供API和協議來支持和滿足所需的服務、應用程序和用戶需求。服務層還處理所有面向服務的問題,包括信息交換和存儲、數據管理、搜索引擎和通信。
中間層
在IIoT中,大多數設備由不同的制造商/供應商制造,因此它們可能遵循不同的標準/協議。由于異構性的存在,不同設備之間的信息交換、通信以及協同事件處理存在很多交互問題。此外,參與物聯網的設備越來越多,使得動態連接、通信、斷開和操作變得更加困難。接口層也需要簡化事物的管理和互聯。通用即插即用(UPnP)定義了一種規范來促進所提供的各種服務的交互。接口配置文件用于描述應用程序和服務之間的規范。
3基于云的IIoT基礎設施描述
典型的基于云的IIoT基礎設施由三層組成:設備層、網關層和云服務層。
設備層
設備層包括異構IIoT設備,從功能強大的計算單元到功耗低的微控制器。這些設備通過各種有線和無線網絡連接到網關層。
大多數IOT設備資源有限,包括內存大小、計算能力和通信帶寬。此外,這些設備及其網絡技術高度異構,給IIoT設備的互聯帶來了巨大挑戰。由于異構性,應該把設備之間的互操作性放在要位,讓異構設備在語法和語義上轉換成用戶可以接受的形式。
網關層
大多數公司和組織部署自己的定制網關來管理本地IIoT網絡、聚合數據,并充當通往云的橋梁。這些定制的網關通常是部署的IIoT基礎設施的一部分,這直接導致了“煙囪”解決方案。這進一步導致互操作性問題,即一個組織提供的數據和服務不能被其他組織的設備共享或使用(由于不同的網絡協議、數據格式等。),并且所采用的安全機制通常是專有的。
云服務層
云服務層提供與云相關的功能,如數據庫服務和應用服務,來管理物聯網提供的數據。本地物聯網和云服務層共同構成了現有Z常見的基于云的物聯網基礎設施。
![]()
熱門關鍵詞:工業物聯網,工廠可視化管理系統,工廠可視化