物联网技术架构的主要特征有哪些

物联网技术架构的主要特征有物联网是互联网、物联网的架构和基础是互联网、物联网的核心和基础仍然是互联网、互联网和传统互联网的区别。
互联网：指的是通过电脑、手机等设备将互联网信息传输到受保护的地方，如智能卡或手机等。移动：指的是在个人日常生活中通过移动设备与互联网连接的。个人计算机和家庭计算机：指的是通过个人电脑和固定的上网设备(如智能手机、平板电脑)，如智能手机、PDA、笔记本电脑。
(1)互联网是一个覆盖全球、资源、支撑海量数据的庞大网络。
(2)互联网是一个面向用户的分布式网络，能够有效地处理大量移动和非移动终端的数据。
(3)互联网中的物联网应用可以分为：互联网物联网(IoT)：广泛应用于农业、工业、医疗、智能家居等行业中的智能家居、车联网、智能穿戴设备、无线通信设备等。
物联网应用是一个相对开放的系统，它是一个巨大的集成电路网络，能够实现各类互联互通的应用系统。物联网应用应该充分利用物联网的网络架构。
物联网应用的特点是：
传感器网络是有线物联网的重要网络，这是将物体/相互作用的传感器连接到一台计算机中，可以实现感知，嗅探，通信，传输，维护和控制来自不同设备的信息。
物联网的应用领域非常广泛，包括智能交通，智慧农业，智慧工业，智能家居等。

1 物联网的标准体系

2 急需的物联网总体标准
3 传感器标准
4 传感器标准
5 传感器标准进展情况
6 传感器标准体系框架

认知感知层

1．感知层的概念

物联网层次结构分为三层,分别为感知层、网络层、应用层。感知层位于最 底层,它是物联网的核心，其功能为“感知”，即通过传感网络获取环境信息。 感知层是物联网的核心，是信息采集的关键部分。

2．感知层的应用

感知层包括二维码标签及识读器、RFID 标签及读写器、摄像头、GPS 导航、 各种功能传感器、M2M 终端、传感器网关等，主要功能是识别物体、采集信息， 与人体结构中皮肤和五官的作用类似。

3．感知层的关键技术

(1) 传感器：传感器是物联网中获得信息的主要设备，它利用各种机制把被 测量转换为电信号，然后由相应信号处理装置进行处理，并产生响应动作。 (2)RFID：它的全称为 Radio Frequency Identification，即射频识别， 又称为电子标签。RFID 是一种非接触式的自动识别技术，可以通过无线电讯号 识别特定目标并读写相关数据。它主要用来为物联网中的各物品建立唯一的身份 标示。

(3)无线传感网络：它的英文名称为 Wireless Sensor Network，简称 WSN。 传感器网络是一种由传感器节点组成网络，其中每个传感器节点都具有传感器、 微处理器和通信单元。节点间通过通信网络组成传感器网络，共同协作来感知和 采集环境或物体的准确信息。它是目前发展迅速，应用最广的传感器网络。

认知网络层

1 网络层的概念

网络层位于物联网三层结构中的第二层，它功能是通过通信网络进行信息传 输。网络层作为纽带连接着感知层和应用层，它由各种私有网络、互联网、有线 和无线通信网等组成，相当于人的神经中枢系统，负责将感知层获取的信息，安 全可靠地传输到应用层，然后根据不同的应用需求进行信息处理。

2 网络层的组成

物联网网络层包含接入网和传输网，分别实现接入功能和传输功能。传输网 由公网与专网组成，典型传输网络包括电信网、广电网、互联网。接入网包括光 纤接入、无线接入、以太网接入、卫星接入等各类接入方式，实现底层的传感器 网络、RFID 网络最后一公里的接入。

3 网络层的主要技术

物联网用到的通信技术主要包括 3G/4G 通信、IPv6、WI-FI 和 WIMAX、蓝牙、 ZigBee 自组网技术等。正在向更快的传输速率，更宽的传输宽带、更高的频谱 利用率、更智能化的接入和网络管理发展。
认知应用层

1 应用层的概念

应用层位于物联网三层结构中的最顶层，它的功能是通过云计算等计算平台 进行信息处理。应用层与最低端的感知层一起，是物联网的显著特征和核心所在， 应用层可以对感知层采集数据进行计算、处理和知识挖掘，从而实现对物理世界 的实时控制、精确管理和科学决策。

2 应用层的技术

（1）物联网应用：它是用户直接使用的各种应用，通常用应用软件的形式 表现。如智能 *** 控、安防、电力抄表、远程医疗、智能农业等。

（2）物联网中间件：物联网中间件是一种独立的系统软件或服务程序，将 各种可以公用的能力进行统一封装，提供给物联网应用使用。

（3）云计算：它对物联网海量数据的存储和分析。根据服务类型不同将云 计算分为：基础架构即服务(IaaS)、平台即服务（PaaS)、服务和软件即服务（SaaS)。

3 应用层与其他两层的关系 感知层将采集到的数据通过网络层传递给应用层，应用层将接收到的数据进 行分析管理，再将这些数据根据各行各业的应用做出反应处理。例如，在智能电 网中的远程电力抄表应用：安置于用户家中的读表器上显示感知层中的传感器采 集到的数据，通过网络层将数据发送并汇总到发电厂的处理器上，该处理器及其 对应工作就属于应用层，它将完成对用户用电信息的分析，并自动采取相关措施。

什么是工业物联网平台？工业物联网平台就是一种工业物联网软件，它允许组织安全地管理工业物联网生态系统中所有互联的人员、系统和物体。那，工业物联网平台具有哪些特点呢？

一、什么是工业物联网平台
定义工业物联网平台时，要认识到，物联网创建了一种新的集成水平，随着成千上万的工业物联网设备连接到网络上，企业需要管理的端点数量比以往任何时候都要多得多。但是，这不是简简单单的设备问题，工业物联网网络实际上是一个由人、系统和物体组成的数字生态系统。这就需要一个工业物联网平台来安全有效地管理这个生态系统中的每个元素。
最好的工业物联网平台可以将设备与企业应用软件完美整合，使得数据能够在互联的人、系统和物体之间无缝而安全的流动。
工业物联网平台应具备以下功能：
▲设备整合功能
这涵盖了工业物联网上传感器、执行器、标签和信标等所有设备的配置、管理和淘汰。工业物联网平台应该能够自动摄取物联网数据，并使其可用于网络上的其它元素。
▲数据整合功能
工业物联网的价值就在于数据，必须能够对其进行捕获、集成和管理。工业物联网平台将新的物联网主数据与现有的应用软件数据以及来自社交媒体等其他来源的数据关联起来，以探求其相关性。
▲流程整合功能
作为数字生态系统的一部分，工业物联网元素并非孤立于业务运作之外。工业物联网解决方案必须嵌入到企业业务流程和工作流程中。为此，工业物联网平台将物联网业务逻辑整合到其他后端系统中，并将物联网数据部署到工作流程管理中，从而实现物联网解决方案、业务流程和工作流程的整合。
▲生态系统服务
工业物联网平台负责安全地建立、启动和管理数字生态系统中人、设备、数据和设备的可信交互。
二、工业物联网平台有哪些类型
虽然工业物联网平台研发的初衷是为了管理和控制工业物联网设备与数据，但已经发展出了许多不同类型的平台以适应不同的用例。实际上，很难对工业物联网平台进行归类，反而工业物联网平台供应商正在改进其平台产品以满足客户要求和特定业务需求。
工业物联网平台将提供不同的功能组合，包括工业物联网端点管理与连接性，物联网数据的捕获、摄取与处理，数据的可视化与分析，以及将物联网数据整合到业务流程和工作流程中。
在比较不同类型的平台时，都应基于组织的业务需求和特定的IT基础架构，并将之与工业物联网的解决方案相匹配。
三、工业物联网平台具有哪些特点
因此，最佳的工业物联网平台因组织而异，并且单一的平台功能集无法为每个用例提供足够的解决方案。但无论如何，任何工业物联网平台都应具备以下特性：
▲安全
安全是工业物联网平台的核心，既要保护所有的物联网端点免受外部网络攻击，又要应对源自组织内部的潜在恶意活动。
▲连接性
必须快速安全地配置每个工业物联网设备，并管理其生命周期的所有阶段，包括在按需配置、注册、激活、挂起、未挂起、删除和重置设备时对其进行跟踪与授权。
▲集成
集成是工业物联网面临的最大挑战之一。工业物联网平台允许物联网设备无缝而安全地与不同的企业应用软件、云服务、移动APP和传统系统连接并共享信息。
▲识别
工业物联网平台能够为最广泛的物联网设备提供支持。无论在工业物联网架构中的任何地方，都能够自动感知物联网设备的存在，以建立安全连接，并可以快速地建立设备凭证，或在需要时将其自动分配。
▲分析
物联网设备极大地增加了组织内的数据量。工业物联网分析应该是工业物联网平台最强大的功能之一。它能够将工业物联网数据进行适当的可视化和分析，并从中提出切实可行的见解，用于改进数据驱动型决策。
四、工业物联网平台能改变什么
工业物联网平台是物联网项目成功实施的基础。没有有效的平台，任何大规模的工业物联网部署都不能实现其全部价值。最好的工业物联网平台能够给组织带来很多效益，包括：
▲降低成本
管理和维护迥然不同的工业物联网设备和网络，成本高昂、耗时且复杂。工业物联网平台将整个管理流程集中到一起，能够大幅度地降低企业的负担和成本。（来源物联之家网）另外，随着越来越多的组织寻求工业物联网供应商来管理其网络，最好的工业物联网平台使得供应商能够提供按需付费的定价模式。
▲改善运营
工业物联网解决方案能够提供设备性能和人员的实时信息，以帮助简化和改进业务流程和工作流程。通过捕获物联网数据并将其与其他内部、外部来源的数据进行整合，工业物联网平台可促进诸如预测性维护以及基于跟踪的供应链可见性等领域的运营改进。
▲提高生产效率
平台为部署新的工业物联网应用软件（例如DigitalTwins数据孪生）打好了基础。利用这些软件来进行新产品的设计、研发与生产，将有助于推动企业创新和提高生产效率。
▲物联网数据货币化
创新型公司已经开始利用他们从物联网数据获得的洞察力来开发新的产品和服务。在产品的整个生命周期中，售后与服务比原始采购更加有利可图。工业物联网平台能够在产品生产及使用的每个阶段捕获数据并进行分析。这样就可以创建新的数据驱动型服务以及开发全新的数据驱动型产品。
▲提高物联网安全
众所周知，物联网设备缺乏企业级的安全性。工业物联网传感器等设备除了执行特定的通知任务之外，几乎没有什么计算能力，也无法提供多层安全性。工业物联网平台能够提供所有的身份管理功能，例如安全认证与授权，以确保物联网端点不会受到网络攻击。
五、关于正达信通ZedaCloud物联网云平台
ZedaCloud物联网云平台是基于云计算原理开发的物联网应用系统，是ZedaSmart云边端物联网整体解决方案的核心，是一个综合性的物联网解决方案。ZedaCloud物联网云平台基于微服务架构设计，满足分层分布式计算架构，支持私有化和公有云两种部署方式，既可单机系统部署，也可集群部署，灵活应变，满足不同的应用需求。平台可适配于各种物联网应用系统，支持包括mqtt、modbus、NB-IoT、LoRa等在内的多种通信协议，实时监测接入设备和传感器的数据及运行状态。并且，还能与市面上绝大多数物联网硬件无缝对接，完成物联设备的数据接入、控制、存储、分析、展示等，实现对硬件设备的远程管理，做到精确感知、精准 *** 作、精细管理、智能分析，可应用于工业领域的设备管理、能源管理、安全环保，应用于结构体安全监测、地质灾害监测，应用于建筑领域的机房动环监控、楼宇综合监控等应用场景。

工业物联网，通俗来讲就是智能工业，将具有感知、监控能力的各类采集、控制传感器，以及移动通信、智能分析等技术不断融入到工业生产过程中的各环节，从而大幅提高制造效‎率，改善产品质量，降低产品成本和资‎源消耗，最终取代传统工‎业。国内也有主攻这一块的企业——成‎都万创‎科‎技。万创多年来持续专注于工业物联整体解决方案和智慧化工业场景打造，提供从边缘智能硬件、传感器（设备层）、工业通讯设备（网关层）、到云平台Pa‎aS（云服务层）等多种物联产品及相应服务，实现了对工业物联网基础架构的全面覆盖。

如今，超过250亿台“物体”连接到互联网上，预计到2025年，这个数字将翻一番。工业物联网（IIoT）以一种爆炸式的方式迅速发展。工业物联网（IIoT）设备、标准和通信协议的激增，使得对IIoT的有效管理变得非常具有挑战性。

如何定义工业物联网 （IIoT） 平台？

工业物联网平台 是一种工业物联网软件，它使组织能够安全地管理工业物联网生态系统中所有连接的人、系统和对象。

在界定工业物联网平台时，我们应该认识到，物联网已经创造了一个新的整合水平。随着成千上万的工业物联网设备接入网络，企业需要管理比以往更多的端点。然而，这不是一个简单的设备问题，工业物联网实际上是一个由人、系统和对象组成的数字生态系统。这就需要一个工业物联网平台来安全有效地管理生态系统的每一个元素。

工业物联网平台有哪些不同类型？

虽然工业物联网平台研发的初衷是对工业物联网的设备和数据进行管理和控制，但为了适应不同的用例，已经开发了许多不同类型的平台。事实上，工业物联网平台很难分类，反而工业物联网平台供应商正在改进其平台产品，以满足客户需求和特定的业务需求。

工业物联网平台将提供不同的功能组合，包括工业物联网的端点管理和连接、物联网数据的采集、接收和处理、数据的可视化和分析，以及将物联网数据集成到业务流程和工作流中。在比较不同类型的平台时，应根据组织的业务需求和特定的IT基础设施，并将其与工业物联网的解决方案相匹配。

工业物联网平台应该具备哪些特点？

因此，最好的工业物联网平台因组织而异，单个平台功能集无法为每个用例提供足够的解决方案。但是，任何一个工业物联网平台都应该具备以下特点：

安全

安全性是工业物联网平台的核心，它不仅可以保护所有物联网端点免受外部网络攻击，还可以处理来自组织内部的潜在恶意活动。

连接性

每一个工业物联网设备都必须快速、安全地进行配置，并对其生命周期的所有阶段进行管理，包括在设备配置、注册、激活、挂起、未挂起、删除和按需重置时对其进行跟踪和授权。

集成

集成是工业物联网面临的最大挑战之一。工业物联网平台允许物联网设备与不同的企业应用、云服务、移动应用和传统系统无缝、安全地连接和共享信息。

识别

工业物联网平台可以支持最广泛的物联网设备。无论在工业物联网架构中的任何地方，都能自动感知物联网设备的存在，建立安全连接，并能快速建立设备凭据，或在需要时自动分配。

分析

物联网设备大大增加了组织中的数据量。分析工业物联网应该是工业物联网平台最强大的功能之一。它可以对工业物联网数据进行适当的可视化和分析，为改进数据驱动的决策提供实际的见解。

管理多个工业物联网传感器很简单，但如今，企业拥有数十万台工业物联网设备来执行遍及组织内部的众多任务。工业物联网设备有多种形状和尺寸，没有通用的工业物联网标准或连接方式。管理一个工业物联网网络意味着能够监控一系列异构的工业物联网设备。

如今，工业物联网（IIoT）平台为工业物联网在几乎所有行业的快速发展提供了解决方案。工业物联网平台能够将设备和企业应用软件完美融合，使数据在互联的人、系统和对象之间无缝、安全地流动。

一、将真实的加工制造连接到工业40
如果使用了工业40技术，一个新的加工制造生产线可以实现多达25种的产品变化，同时将产量提高10%，库存减少30%。工业40架构的应用让制造商在生产过程中可以获得更丰厚的投资回报率。
工业40是一场工业的革命，目的是将信息技术(IT)的虚拟世界、机器的物理世界以及互联网合为一体。其中心是将具有IT功能的所有工业领域都整合起来。这些科技提高了灵活度和速度，能够使产品更具有个性化，生产更高效且规模可扩展，以及在生产控制方面具有更高的可变性。机器与机器之间的通讯和先进的机器智能化，提高了工艺的自动化水平，并带来了更多的自我监控以及实时数据。开放的基于Web的平台会增加制造企业的竞争力。
1分布式智能
这里说的分布式智能是指在智能传动和控制技术网络的机器设备中，加入尽可能多的智能和控制功能、或者单独的传动轴，而不是从一个中央处理单元（CPU）来处理所有的动作。
拥有机器层面的过程数据并决定用它做什么，反映出了人们相信一台机器可以经过装备使用过程数据做一些事情并且独自改善工艺流程，诸如实现调整产量、更加有效率的利用能源等目标，而不是依赖“云”来处理所有这些任务。
联网的机器可以与更高的生产线级别、工厂级别以及企业级别的网络进行通讯，从而能够实现对特定事件或特定产品的实时调节。集成了传动的伺服马达和无机柜传动系统将传动组件和运动逻辑顺序放到了单独的轴向上。
　 2快速连接
那些允许数据在整个企业架构中自由流动的系统，往往需要持续的投资和改进。一家工业40工厂车间所产生的大数据和信息流，可能会让公司的网络不堪重负。我们该如何改进自动化系统中的硬件和软件的功能，使这种设计流程更简单、花费更少的时间以及更加开放？通讯路径随着其创建和实施而变得更加流畅。在决定应该使用现场总线的什么功能时，应该看一下生产平台是否支持例如OPC
UA（来自于OPC基金会）这样的标准。消除不同供应商系统的障碍，而且对通讯和控制平台采取一种更加开放的方式很重要。
3开放标准和系统
重点是要思考系统到底“开放”到什么程度，是否支持新兴的通讯协议和软件标准，以及开放的独立组件如何让工业40成为现实。
开放标准允许基于软件的解决方案可以更加灵活地集成，并有可能将新的技术移植进现有的自动化架构中。开放的控制和工程软件也沿着这个方向将自动化和IT软件程序之间的间隙弥合。一个开放的控制器核心能够使用常用的高级IT语言（例如Java和C++）来创建自动化应用程序。
一台机器的 *** 作应该支持与智能手机或平板电脑进行简单的连接。软件可以借助控制器与3D模型软件的连接来加快自动化系统的设计和调试。一个运动控制器可以与模型之间发送指令以及接收反馈，使得机器的功能性在机械设计阶段通过运动控制就得到优化。这也让机器测试和编程可以在调试之前进行。在部件订货、组装机器之前，虚拟机器可以用来进行测试并完善设计。
4实时数据整合
在工业40的工厂里，可能利用实时的机器和工厂性能数据来改变自动化系统和生产工艺的管理方式。不用捕捉并分析数月以来有价值的关于生产率、机器停机时间或者能源消耗的数据，支持工业40的平台能够将数据整合到常规的工厂管理报告之中。这会让制造商和机器具备详细的信息来执行快速的工艺和生产变更，以实现产品满足特定客户需求的愿景。
5自适应性
现实世界中的主动性可以让生产更加连贯并以需求为导向。科技帮助生产线变得主动。目标就是让工作站和模块可以适应个性化的客户或产品需求。
在一个制造液压阀的工厂里，一套新的自适应组装生产线在每一件被加工件上都使用射频识别芯片。生产线上的9个智能站会识别出最终产品是如何被装配的，以及哪些工具设置和 *** 作步骤是必须的。每个相关加工件都带有蓝牙标签，会自动将信息传送给装配站。装配步骤信息会根据不同的产品以及相关加工件的技术水平不同而显示出来。该生产线可以生产一批相同尺寸的液压阀，也可以不需要人工干预就能生产25种不同产品型号。不再需要设定时间或者多余的库存。这使得生产线的产量增加了10%，库存减少了30%。
二、让工业40和IIoT在智能工厂里运行
工业40和工业物联网(IIoT)能够为设备（从传感器到大规模控制系统）、数据和分析之间提供更好的连接性，Beckhoff自动化的TwinCAT产品专家Daymon
Thompson这样认为。传感器和系统需要网络连接来共享数据，分析有助于做出更明智的决策。
物联网主要包括4个基本元素：实体的设备、与设备之间的双向连接、数据以及分析。设备可以是小到一个传感器大到一个大规模控制系统中的任何一种。传感器和系统需要与更大的网络进行连接，以共享由传感器或系统产生的数据。对此数据进行的分析会产生可执行的信息，其结果是让人们做出精明的决策。
在IIoT的实际应用中，
企业通过将设备或资产连接到云或者本地信息技术(IT)设施上来进行数据的采集和传送。然后对采集到的数据进行分析，可以发现设备或资产更多的潜在信息，防患于未然。
例如
，监控机械组件运行温度的传感器可以追踪任何异常状况或者偏离底线的情况。这使公司可以主动地处理不希望发生的行为，从而在可能造成有害危险的系统故障加剧之前进行预测性维护，否则这些系统故障可能会导致工厂停机以及生产收益损失。这种类型的信息有助于企业新产品的设计、系统性能效率的提高以及实现利润的最大化。
工业40让加工制造更灵活
在一个生产制造流程，甚至是整个供应链中，通过连接性推动更多的新发现和系统优化，这是工业40的核心概念之一，这种科技进步也被称为第四次工业革命。
工业40工作组成员、德国国家科学与工程院Acatech，将18世纪蒸汽机的发明和广泛使用定义为第一次工业革命。第二次革命是20世纪早期在装配线上使用传送带。第三次革命是在20世纪中叶开发出来的微电子学、PC和可编程逻辑控制器(PLC)。第四次革命是将PC和机器连接到互联网，并启用信息物理系统（CPS）。
工业40要求传统的生产制造工业实现计算机化。使用物联网和信息物理系统的概念会帮助实现“智能工厂”的目标，使生产制造具有前所未有的灵活性和非常高的精益生产效率。在生产制造中，一个显着的特点是重点关注的领域从产品本身扩展到了生产这些产品的工艺上。
制造商需要灵活的生产线来适应快速变化的客户需求。灵活的机器运行能够生产很多类型的产品，通过调整批量大小来获得更高的生产利润，这使得同一个生产线可以运行更复杂的混合产品以适应客户不断变化的需求。

整个的物联网和服务网是未来智慧工厂的一个基本架构，是信息技术的基础。包括软件、管理的技术，包括整个生产线相关的控制系统，以及产品制造的技术等。当前，在典型的工厂控制系统和管理系统信息集成的三层架构的基础上，充分利用正在迅速发展的物联网技术和服务网技术。

处在最上层的是与生产计划、物流、能源和经营相关的ERP、SCR、CRM等，以及产品设计、技术相关的PLM，与服务网紧紧相连；而与制造生产设备和生产线控制、调度、排产等相关的PCS、MES功能通过CPS物理信息系统实现，这一层与工业物联网紧紧相连。从制成品形成和产品生命周期服务的维度，智慧工厂还需要和具有智慧的原材料供应，以及智慧产品的售后服务这些环节构成实时互联互通的信息交换；而具有智慧的原材料供应和智慧产品的售后服务，具有充分利用服务网和物联网的功能。

参考资料：

WSI和生官网--智慧工厂的基本框架和图像

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