软件集成是工业物联网的关键

专家描述了用于工业物联网的标准软件栈可以集成到现代自动化系统中的方式。

在大型工业系统中，集成是一项越来越大的挑战。过去，工业系统集成主要集中在设备，网络和其他硬件物理层。大多数情况下，软件已配置并包含在特定设备中。

利用工业物联网及其无处不在的网络连接和虚拟化，系统集成挑战现在包括在物理层上运行的软件。

DDS是一种工业物联网连接标准，专门解决工业系统中不断增长的软件集成挑战。例如，DDS用于石油钻井平台自动化平台。这些平台的开发旨在通过集成钻机上的所有子系统并使用软件来驱动钻井过程，从而大大简化钻井过程。

自动化平台需要在控制和流程级别上增加分布式软件。一旦技术人员监控并控制了钻机上的泥浆泵子系统，并与运行其他子系统（如钻头）的其他技术人员协调。使用自动化平台，有一些计算节点运行管理两个子系统的软件应用程序。

这些应用程序需要以安全且可扩展的方式在数十个到数百个软件应用程序之间以高速率共享数据。这就是使用DDS（工业互联网联盟（IIC）建议的核心IIoT连接标准之一）已证明其价值的地方。
OPC UA是工业自动化中用于解决器件集成挑战的另一种IIC核心连接标准。OPC UA简化了需要在制造系统中连接的设备和控制器的配置。它还提供有助于解决应用程序和设备之间语义互 *** 作性的信息模型（如机床的MTConnext）。

未来的过程控制，楼宇自动化，石油钻井平台自动化等工业自动化系统将集成在软件和设备级别。集成DDS和OPC UA以支持这些需求是有意义的。

一种集成方法是基于对象管理组的标准使用OPC UA-DDS网关。DDS扮演核心总线的角色，简化了分布式软件应用程序的集成以及它们之间的数据和服务调用共享。

OPC UA设备和应用程序使用新标准化的OPC UA-DDS网关桥接到DDS数据总线。通过这种方法，可以在软件和设备级别集成具有OPC UA设备和应用程序的软件密集型工业自动化系统。

将来，通过将OPC UA的客户端 、服务器模型和域信息模型与DDS经过验证的发布与技术相结合，可以使用更紧密的集成，将DDS和OPC UA结合在一起。这种方法在DDS和OPC UA之上提供了一个API层，以更好地解决集成挑战。

它将扩展到数千个节点，消除对服务器的依赖，提供灵活的物理层实现并实现细粒度的安全性。

这两种集成方法中哪一种对特定的工业系统有意义取决于用例和整体系统要求。实际上，这两种方法可以根据需要在同一系统中使用。无论如何，将DDS的软件集成强度与OPC UA的设备集成强度相结合是一条充满希望的前进道路。

物联网网关作为一个新名词，将在未来物联网时代发挥非常重要的作用。它将成为感知网络和传统通讯网络之间的纽带。物联网网关作为一种网关设备，能够完成感知网络与通讯网络以及不同类型感知网络之间的协议转化。

网关既能够完成广域互连，也能够完成局域网互连，具备设备办理功能。运营商能够办理底层传感节点，了解每个节点的相关信息，经过物联网网关设备完成长途 *** 控。

这一部分强调了一个要害点，即物联网网关完成感知网络与通讯网络的互联，但感知网络中有许多不同的协议，如LonWorks、ZigBee、6LoWPAN、rubee等来完成这种互联网，网关有必要具有协议转化才能。一起，网关有两个要害点，即完成广域互联。当广域网不行用时，网关往往能完成局域网互连，即近端之间的交互与协作。

lora网关

主要功能：

一广泛的访问才能

现在，短程通讯的技能规范许多，只有LonWorks、ZigBee、6LoWPAN、rubee等常用的无线传感器网络技能，各种技能主要是针对某一应用开发的，缺少兼容性和体系规划。现在，国内外现已开展了物联网网关的规范化作业，如3GPP、传感器作业组等，以完成各种通讯技能规范的互联互通。

二可办理性

强壮的办理才能关于任何大型网络都是必不行少的。首先，需要对网关进行办理，如注册办理、权限办理、国家监管等。网关完成了子网中节点的办理，例如获取节点的标识、状况、特点、能量等，以及因为子网的技能规范和协议复杂性的不同，唤醒、 *** 控、确诊、升级和保护等的长途完成，网关具有不同的办理功能。根据物联网的模块化网关来办理不同感知网络、不同应用，保证使用一致的办理接口技能来办理终端网络节点。

三协议转化才能

不同感知网络到接入网络的协议转化，低规范格局的数据一致封装，保证不同感知网络的协议能够成为一致的数据和信令;将上层宣布的数据包分析成可由感知层协议识别的信令和 *** 控指令。

总结这些基本网关才能没有问题，但关于物联网网关来说，要害点之一是网关本身是完成感知层和通讯层的仅有入口和出口通道。外部只需要处理网关，而网关用于调度和 *** 控下面访问和注册的各种类型的传感设备。

因而，网关具有相似于API网关的要害才能，即对传感层中各种传感设备供给的不同类型的协议进行接入和适配，一起在协议接入后能够转化为规范接口协议和通讯层交互。关于实时接口，它能够选用相似的>

一般来说，物联网网关在架构和实现进程中会提供硬件设备，实现协议转化、路由、转发、自动注册办理、南北一体化的接口才能。这个网关通常是布置在局域网端的设备。对于整个云架构，只有网关设备和云能够交互。

边缘计算的终究落地能够在物联网网关层实现，即进一步提高物联网网关的存储和核算才能。一方面，在网关层实现本地收集后的数据自动收集，二次处理后收集上传到云端。另一方面，将云的要害核算规矩和逻辑散布到网关层，支撑网关层的本地化核算。这也是网关层功用的一个要害扩展。

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重庆，简称“渝”，别称山城，是中华人民共和国省级行政区、直辖市、国家中心城市、超大城市 [179]  ，国务院批复确定的国家重要的中心城市之一、长江上游地区经济中心 [1]  、国家重要先进制造业中心、西部金融中心、西部国际综合交通枢纽和国际门户枢纽 [211]  。地处中国内陆西南部，介于东经105°11'—110°11'、北纬28°10'—32°13'，是长江上游地区的经济、金融、科创、航运和商贸物流中心，国家物流枢纽 [5]  ，西部大开发重要的战略支点、“一带一路”和长江经济带重要联结点及内陆开放高地、山清水秀美丽之地 [6]  ；既以江城、雾都、桥都著称，又以山城扬名 [7]  。截至2021年底，下辖26个区、8个县、4个自治县 [2-4]   ，总面积824万平方千米 [169]  ，常住人口321243万人 [218]  。

重庆是国家历史文化名城。1189年，宋光宗赵惇先封恭王再即帝位，升恭州为重庆府，重庆由此得名。重庆是“红岩精神”起源地，巴渝文化发祥地，“火锅”、“吊脚楼”等影响深远 [7-10]    。重庆有洪崖洞、长江三峡、世界遗产大足石刻、武隆喀斯特等景观。重庆作为西南地区最大的工商业城市 [11]  ，工业互联网标识解析国家顶级节点 [212]  ，截至2021年底，建有中科院重庆科学中心、北京大学重庆大数据研究院等科研平台104所 [213]  ，在渝高校69所 [12]  ，中国（重庆）自由贸易试验区 [13]  、中新（重庆）战略性互联互通示范项目 [14]  、两江新区 [15]  、西部陆海新通道 [16]  等战略项目 [17]  。

2021年，重庆实现地区生产总值2789402亿元，比上年增长83%。三次产业结构比为69:401:530。

重庆，简称“渝”，别称山城，是中华人民共和国省级行政区、直辖市、国家中心城市、超大城市，[176]国务院批复确定的国家重要的中心城市之一、长江上游地区经济中心、[1]成渝地区双城经济圈核心城市、[244]国家重要先进制造业中心、西部金融中心、西部国际综合交通枢纽和国际门户枢纽。[208]地处中国内陆西南部，介于东经105°11'—110°11'、北纬28°10'—32°13'，是长江上游地区的经济、金融、科创、航运和商贸物流中心，国家物流枢纽，[5]西部大开发重要的战略支点、“一带一路”和长江经济带重要联结点及内陆开放高地、山清水秀美丽之地；[6]既以江城、雾都、桥都著称，又以山城扬名。[7]截至2021年底，下辖26个区、8个县、4个自治县，[2][3][4]总面积824万平方千米，[166]常住人口321243万人。[215]
重庆是国家历史文化名城。1189年，宋光宗赵惇先封恭王再即帝位，升恭州为重庆府，重庆由此得名。重庆是“红岩精神”起源地，巴渝文化发祥地，“火锅”、“吊脚楼”等影响深远。[7][8][9][10]重庆有洪崖洞、长江三峡、世界遗产大足石刻、武隆喀斯特等景观。重庆作为西南地区最大的工商业城市，[11]工业互联网标识解析国家顶级节点，[209]截至2021年底，建有中科院重庆科学中心、北京大学重庆大数据研究院等科研平台104所，[210]在渝高校69所，[12]中国（重庆）自由贸易试验区、[13]中新（重庆）战略性互联互通示范项目、[14]两江新区、[15]西部陆海新通道[16]等战略项目。[17]
2021年，重庆实现地区生产总值2789402亿元，比上年增长83%。三次产业结构比为69:401:530。

物联网主要技术。在物联网应用中有三项关键技术为物联网开辟出极为广阔的应用前景：

1、传感器技术：这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

2、RFID标签：也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景，这也是为什么“物流”这个词总是与“物联网”同时出现。

3、嵌入式系统技术：是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

物联网应用领域。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

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