工业物联网网关是什么?

工业物联网网关是什么?,第1张

工业物联网网关集通讯管理、数据接收、协议转换、数据处理转发等功能,支持手机WiFi现场调试,也叫无线网关,工业物联网智能网关,工业通信网关,无线传感管理主机等,属于无线传感器网络产品。XL90工业物联网智能网关,可同时接收多个无线传感器数据,支持2路以太网口(Ethernet)、RS485和1路RS232串口、无线传输等上行方式, 可选GPRS,433MHZ,24GHZ,WI-FI等无线传输方式。
工业物联网网关的应用范围广,无需布线,减少运维成本,安装便捷,即插即用,适用于机房、机站动力、环境监控系统,低压配电监控系统,电能数据监控系统,工厂机器设备、生产线运行状态监控系统,生产信息采集系统等无线监测与预警。

工业物联网是指在工业中应用物联网技术,实现工业特有的价值增值的技术模式。

所有物联网都是为了实现万物互联,特别是物与物的互联,但是工业物联网又有其专有属性,原因是与工业物联网相对的消费物联网本身的联网密度、联网的实时性、联网物的异质化要求都不高,而工业物联网的要求主要表现在联网密度、联网实时性及联网异质化三个方面。

思考所有问题都需要从宏观到微观的细化过程,工业物联网也不能例外,我认为对工业物联网进行深度思考,需要从以下五个维度进行分析,否则将会要么带来一叶障目,要么带来好高骛远。

首先需要我们思考的问题是,工业物联网的价值、意义和目的是什么;第二个是工业物联网需要连什么的问题,这是一个范围的概念;第三个需要我们思考的是连入物联网的物的层级问题,也就是深度的问题;第四个需要我们思考的是实现物联的价值成本分析;第五个需要我们思考的是如何建设工业物联网。
互联网实现了计算机与计算机的连接,或者说实现了人与人的连接,这个连接带来了人的交互的便利,在这个基础上涌现出很多全新的、颠覆性的商业模式,例如,电子商务、即时通讯,社交媒体等等;而物联网将实现人与物、物与物的连接,同样我们也期望带来全新的、颠覆性的商业模式,甚至更进一步,期望带来人类生活、生产方式的全新的颠覆性的模式。

作为物联网主战场的工业物联网,人们对其的期许是在工业设计、制造、流通环节带来革命性的变革,为传统工业注入新的活力,提供新的势能,驱动工业在更高维度上发展、创新、乃至变革。随着计算、存储能力的提升,特别是大数据、人工智能的发展,任何行业对数据获取手段都提出了前所未有的要求。对数据获取手段的要求主要表现在四个特征,第一是高效性;第二是准确性;第三是实时性;第四是经济型;在当前技术能力下,能够同时满足这四个特征的就是工业物联网,首先,芯片技术已经发展到一个具有较强计算能力的MCU在美元以下,RFID芯片价格甚至已经到美分这个量级,使得工业物联网有了物质基础,同时满足了经济性要求;近三十年的通讯技术的发展,从模拟到数字,从简单调制到复杂调制技术的商用化,使无线通讯可以很廉价地覆盖几百米甚至数公里的范围,满足了数据获取的密集部署要求,同时由于工业物联网的永久在线的特征,使工业物联网满足数据获取的高效性、实时性要求;微电子技术在近年也发生了突飞猛进的发展,不论在价格上还是在进度上都有了长足的突破,满足了数据获取的准确性。

总而言之,工业物联网的出现是在以下几个条件成熟时涌现出来的不可逆转的趋势:

1、快速变化的市场需要数据支撑,产生了市场对数据获取的急切要求;

2、MCU的发展使得计算能力快速提升;

3、以调制技术为核心的通讯技术发展为联网建立的管道基础;

4、传感技术,特别是以MEMS为标志的微电子技术的发展给予感知世界提供的保证;

工业物联网不是规划出来的,是各种技术与需求发展进化的产物,是生活、生产、经济发展到一定高度后自然而然出现的,是在需求的驱动下,众多行业创新带了的自然产物。

通过工业物联网,可以把传统经济中不可数字化之物数字化,可以把传统不可数字化之行为数字化,可以把传统不可能变为可能,甚至变为容易获得、解决的方案。
这个问题是第一个问题的延续,如果不考虑经济性,那么我们可以说工业物联网连接一切可连接之物,但是,当我们在做一个务实的、有价值的方案时就不能不考虑可行性及经济性,那么工业物联网连什么呢?我们认为这是一个从哪里来到哪里去的问题,我们通过上面对价值、意义和目的分析可知,我们应该从目的反推,一切从目的出发,时刻盯紧企业需要弥补的最关键环节,例如,如果对量化OEE有需求,那么我们就要连接设备状态;如果要减少在制品,那么我们就要对在制品进行追踪;如果能源消耗对企业是重中之重,那么我们就要把能效物联化,等等。世界上不存在同样的两片树叶,同样地,世界上也不存在同样的两个企业,我们只能对企业本身进行深入分析,紧紧聚焦于企业价值,在保证经济性的基础上,确定工业物联网的实施范围方案。联网范围一个核心点是连入物的属性,也就是说我们通过分析连入物的属性与企业建设工业物联网目标的耦合度,决定需要实施工业物联网的广度。
通过分析工业物联网连什么后,我们得到了连入物的内容,接下来需要我们决定是对每个/每类连入物我们该数字化哪些属性,这里遇到工业物联网特有的一个障碍,需要连入工业物联网的物的可连通性问题, 特别是在设备互联时,可连通性表现的特别突出,例如,有的设备具有开放的通讯协议和可用的通讯接口,有的设备不开放协议等等,那么可连通性就是对方案供应商的很大的考验,我们的经验是有四种方案可供选择:

1、使用设备开放的协议;

2、使用设备自带的传感器;

3、添加新的传感器;

4、改变观察侧面及维度,使用全新的采集模式;

其中第四条,改变观察的侧面和维度,使用全新的连接方式是使用第一性原理,避开设备不开放协议或接口的阻碍,避开被设备供应商牵着鼻子走的方向,从本质上获取数据。例如:通过能效检测获得设备的使用状态,通过震动传感分析设备部件的故障、甚至是转速等,只要通过第一性原理从你需要的信息入手,而不是被动地从设备可以提供的数据入手来提供物联解决方案的方式。直接把我们需要的信息做为目标,观察除了直接连接设备外,我们还能够如何获得需要的信息,因为只有我们获得的数据能够与设备提供的数据在信息上能够“同构”即可。例如,我们可以在我们的物联设备上安装一个震动传感器,从传感器获得的数据中,我们即得到了设备是否开机,又得到了是否启动工作,同时还得到设备的转速。如果不用第一性原理,而是硬要跟设备互联,那至少要采集三个数据,并且未必设备能够给你。这就是典型的边缘计算的案例,边缘计算的计算规则一定要具有定制能力,可以说边缘计算一定是一个知识容器,可以方便地把客户、厂家,甚至是第三方的知识融入的容器,我们开发的支持脚本的设备已经具有了初步的边缘计算的功能,我们需要在这个方面继续加大支持力度。

所以,通过分析企业价值和物的可连通性,我们就可以明确定义需要连入物层级,也就明确了连入物的连接深度;

在连入物联网的物的层级中一个重要的概念是管理粒度,对于制造业来说,连入物的管理粒度大概分为如下几个层级:

1、传感级;

2、设备级;

3、产线级;

4、车间级;

5、企业级;

也就是说我们要在经济性可行的前提下定义数据获取的粒度。理论上讲,细粒度一定比粗粒度更好,更有价值,但是当加入成本分析后,可能并不一定粒度越细越好,需要按照各种制约因素找到一个平衡点。
价值成本永远在企业行为中持有权值最高的赞同或者否决的一票,通过前三项分析,我们仅剩下最后一个问题没有解决,这也是关乎价值成本的关键:管理粒度问题,我们到底需要在多细的粒度下进行管理?这带来了一个哲学问题:世界是不是需要黑盒子。什么意思呢?当我们确定一个管理粒度后,比管理粒度更细的信息将被隐藏在黑盒子中,这个黑盒子将成为我们分析深度或者认知深度的制约因素和约束条件。我们可以通过价值成本分析来找到这个平衡点,从而明确黑盒子的大小,并最终确定连入工业物联网的物的特性。
我们的期许是工业物联网建设的价值观,其他一起都是方法论。首先,我们在规划物联网时要本着既要有高瞻远瞩,又要有务实可行的精神。在思考黑盒子的大小时我们要高瞻远瞩,设计方案尽可能地以黑盒子尽量小为目标,而实施方案则按照价值成本分析选择合适的黑盒子的大小,也就是选择合适的管理粒度,从而保证投入收益的平衡,甚至我们可以把黑盒子尽量定义的大些,用以验证工业物联网的可行性,最大可能地降低工业物联网实施的风险。

总之,我们应该从以几个方案来确定工业物联网的建设原则:

1、期望获得什么结果?

2、期望用什么方式获得想要的结果?

3、需要信息基础提供什么?

4、工业物联网是否能够获得这些信息?

5、工业物联网如何获得这些信息?

6、获得这些信息的性价比如何?

7、回归分析,评估预期结果是否符合经济利益?

8、落地实施。

:随着智能设备的不断推出和移动互联网的发展,计算机物联网技术越来越被人们所熟知,物联网技术区别于传统互联网技术,是对互联网技术的进一步发展和扩新,物联网充分的融合了信息技术、通信技术以及传感器技术,是未来信息技术发展的大趋势。本文通过介绍物联网技术的相关概念以及关键技术,分析了其在工业、农业、医疗、人们日常生活以及其他方面的诸多应用,希望物联网技术能够更好的造福于人类。
关键词计算机;物联网;应用
1计算机物联网相关概念以及关键技术分析
计算机物联网技术是互联网技术的延伸,指的是通过一定的通信协议,将特定设备接入互联网中,通过数据通信,实现设备智能化的控制管理。从物联网相关概念可以看出,物联网技术主要依托于三大技术的发展,第一,传感器技术的发展;第二,互联网技术的发展;第三,嵌入式设备(主要是指 *** 作系统方面)的发展。传感器可以将物理设备的运行状态以电子脉冲信号的形式通过各类通信协议(IP协议簇、红外传输协议等)传输给嵌入式 *** 作系统(或单片机类型的处理器),进而对相应的数据进行识别,判断出物理设备的运行状态,并以此做出适当调整,实现智能控制的目的。当下流行的智能手环设备就是一个典型的物联网应用,无人飞机、无人汽车以及智能家居设备都是未来物联网技术的缩影,总之,随之信息技术和传感技术的发展,物联网将焕发出更加蓬勃的生机。需要提及的是,目前物联网的发展受到网络方面以及传感器等方面的制约。在网络方面,要实现万物联网,主流的IPV4协议受到地址空间的限制,显然已经不能很好的满足容量需求,另外当前的网络数据传输速度以及数据容量都有待提升,同时网络安全问题也是亟待解决的重大隐患;在传感器方面,提升传感器种类、丰富程度以及将其小型化、微型化处理都是未来物联网技术需要面临的挑战。
2物联网应用分析
21工业方面的应用
物联网在工业方面的应用,更多的是指在工业控制方面的应用。工业生产往往需要具备一定的工业环境,如高温、高压、酸碱度、温湿度以及必要的机械震动等环境,传统的人工检测控制工作耗时耗力,还容易引起较大误差性,给工业生产带来诸多的不便。一旦引入物联网技术,信息处理系统通过终端传感器获得的实时数据,能够对生产过程进行实时控制,同时为了避免传感器的损坏引起的误差,可以采取多传感器并发处理技术,以保障获取数据的准确度。除此之外,生产企业可以对传感器采集的数据进行汇总、分析,进而获得更为精确的第一手数据,并以此为依据进行生产过程的调整。可见,融入物联网技术的工业成产能够获得更为有效的生产控制,同时也为自动化生产奠定了坚实的技术基础。
22农业方面的应用
农业涉及农业资源的管理、农业生产管理、农产品以及农业设备等诸多内容的管控。传统农业更多的依赖农业生产管理者的农耕经验,科技在农业方面的应用更多的表现为一些费时费力的工作,如播种、施肥、收割等工作。要对农业方面进行精细化的管控,物联网技术就显得格外的重要,通过丰富的传感器数据能够科学的反映出农用土地土壤酸碱度、水质、气象等方面的准确数据,根据这些数据进行农业生产的指导往往比农耕经验更为科学有效;另一方面,随着食品安全问题的日益突出,运用物联网技术能够实时的对农产品加工储藏、运输、供应等情况进行有效追踪,以快速、透明的信息处理过程进行农业管理是未来物联网技术在农业方面的应用。
23医疗卫生方面的应用
物联网技术的发展也为医疗卫生方面提供更加丰富的应用。一方面,能够对药品生产过程进行实时监控,从科研实验、到药物制备到最后的流通销售环境能够进行有效的追踪管理,保障药用产品的有效管控;另一方面,利用一些微型的传感器设备能够实现对人体健康状况的实时监控,这对于医疗方面有着重要的作用,同时通过实时数据的传输也会使得远程治疗更为有效;除此之外,物联网对于医疗器械的管控、血液信息管理等诸多医疗卫生都有着巨大的帮助。可见,物联网技术能够将现代技术更好融入医学卫生工作,使其更好的造福于人类。
24电力方面的应用
相当于传统电网技术,由传感器、通信、控制系统构建起来的构建起来的智能物联电网,可以方便的获取电网中各基础节点以及电力设备的运行状态,使得电力调配、业务信息、流量信息数据汇总和管控得到高度统一,电力系统中资源能够得到统筹性规划,实现电力应用的经济效益与能源效益达到最大化的发挥。因此,物联网技术对于提升我国电网发展也有着重要的意义。
25日常生活方面的应用
在人们的日常生活方面,物联网技术也显示出了巨大的潜力。首先,随着智能家具的逐渐普及,运用物联网技术能够使得将各种生活子系统进行有效的整合,人们仅需要简单的 *** 作便可实现家居生活的统筹性管理;其次,随着人们生活水平的提升,类似于智能手表、智能手环类的产品会越来越丰富,人们能够通过简单的物联设备获取自身以及所生活环境的各类可感数据,以此来获得更为舒适、健康、安全的生活体验。另外,在日常家居安全方面,物联网技术也会发挥重要的作用,家居环境自动监控、报警、自然灾害检测、预防也必然有重要的进步。总之,物联网技术在智能家居方面也有着广泛的应用。
26其他方面的应用
当然,物联网技术的应用远远不止上述内容,在交通、安防、建设、水利、国防等人类生产生活的方方面面都渗透有着物联网的影子,世界上许多国家甚至已将物联网发展上升为国家发展战略,一些著名信息技术公司如IBM的智慧地球发展战略也相继被提出,可见物联网的重要性。总之,运用先进的信息技术、通信技术、传感器技术构建起来的物联网技术,再融合日趋成熟的云计算、大数据处理等先进技术,物联网技术必将引领未来科技潮流,将人类的生活生产方式推向新的高度。


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