从自动化理论看工业互联网——物联网

​在2018年底，曾经构思了系列文章从自动化理论看工业互联网，原计划写三部分内容：介绍自动化理论在日常生活中的应用（以第五项修炼介绍）、自动化理论在供应链管理中的应用、自动化理论在物联网中的应用。

但于2019年初加入SAP后，一直忙于学习SAP丰富的知识，这系列的文章就中断了，但一直还是想写一写我是如何利用自动化理论学物联网的。

自动化理论中，最重要的就是闭环控制，大部分内容讨论的是通过闭环控制，实现自动控制系统的稳定性。看一下闭环控制原理：

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在这个图中，被控对象是控制目标。而控制器、执行器和传感器都是为了实现被控对象能够达到控制目标。因而自动化原理中最核心的是 控制器 、 执行器 和 传感器 。

在拿一张物联网的架构图，我学习物联网的时候，最早用的是IBM的一张原理图：

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这张图中，物联网的架构中，包括感知与识别， 控制与管理，模型与分析。

其中感知与识别对应着 传感器 ，控制与管理对应着 执行器 ，模型与分析对应着 控制器 。

物联网的架构完全可以对应上控制原理的基本架构。

物联网的架构与自动控制原理有很多相似之处，但物联网相对于自动化设备要复杂：

1、早期自动化应用于设备处传感器、控制器、执行器都是控制单一设备，不需要识别被控设备。但是物联网系统管理的设备多，对设备管理时，需要识别设备，因而物联网需要有识别功能，可以是通过ID识别，也可以通过IP识别。

2、早期自动化都是本地执行有了DCS之后，才有集中管理，分散控制的，所以控制器相对简单。但是物联网需要将信息集中处理，大大增加了复杂度：需要网络支持，需要人工智能技术来实现控制功能，考虑多个设备之间的联动关系。所以物联网相对于自动化原理，复杂性大部分体现在控制器上。现在集中讨论的大数据、智能分析、人工智能、机器学习，通讯协议、通讯网络，所有的目标都是为了实现控制器的功能。

3、物联网在控制器人工智能、大数据分析等应用还不完善，可以直接控制设备非常少，现在物联网的执行器，还是通过事件触发，交由人来处理。因而物联网通过事件驱动的模式会比较普遍：如果未发生异常，不需要人来处理，发生异常会抛事件来让人处理。随着智能技术的发展控制器完善，执行器将越来越多的自动处理。

以上分享的自动化原理，都是早期控制单个设备的原理。自动化应用也在不断完善。比如发展出DCS系统：集散控制系统。其原理是集中管理，分散控制。

设备的控制，还是通过控制回路实现；但对控制设备的管理则集中到中控室，控制回路中的传感器信息上传到中控室，集中监控；对设备控制参数，也可以通过中控室来控制。

可以简单理解为： DCS系统是一个企业内使用的物联网简单系统 。如果将DCS管理的设备实现跨企业的集中管理，同时利用数据实现智能化，就是物联网系统。

在2013年参观陕鼓集团时，他们演示的旋转控制设备远程监控系统，是非常典型的物联网应用，陕鼓的这套系统，就是借鉴了DCS原理实现的。

本文是从自动控制原理看工业互联网系列的第六篇。

5G远程控制基本原理工作原理:当电源接通时,远程智能控制终端进行工作,通过与外部设备进行无线连接,当收到工作指令时,发出无线电波信号。是一种类基础设施的通讯标准和底层技术。它极大的提升了数据的传输速度，为未来万物互联的应用场景打开了想象空间。

未来基于大数据传输量的应用场景将在5G技术的支持下大量涌现，VR虚拟现实、无人驾驶、工业40、物联网、人工智能、云计算、远程医疗等等场景以及众多交叉性应用都将得到广泛的应用及提升。

所以对5G的布局，是建设未来信息社会的基础设施的制高点，也是培育众多新技术应用的起点，对国家占领新的科技高地具有长期战略性的意义。

我们来看下5G标准下的网络带宽和传输速率，5G网络的理论下行速度为10Gb/s相当于下载速度125GB/s。

当然这是标准上理论的数值，真正的商业环境下会有不同，但是不可否认5G技术下的传输速率理论上比4G条件下快了100倍，相当于一下子提升了两个数量级，这种飞跃所带来的科技变革和社会效用将不可估量。

你掌握这几点就行了:基于互联网、RFID技术、EPC标准，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术、无线数据通信技术等，构造了一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网“Internet of things”（简称物联网）

物联网是指各种传感器等实时采集相关信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。
物联网是新一代信息技术的重要组成部分，其核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，但又不完全是互联网，是将互联网的用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网的基本特征从通信对象和过程来看，物与物、人与物之间的信息交互是物联网的核心。物联网的基本特征可概括为整体感知、可靠传输和智能处理。
物联网有三个层面：感知层、网络层、应用层。在感知层，我们在客观物体中植入了精密的传感器和芯片，有相关的感知设备，通过信息传感设备，把物体的状态信息从物理信号转化成电信号，感知层是物联网发展前提，必须由传感器，才能获取物体信息。
光把物体的信息感知出来是不够的，要实现到网络上来传输应用，既包括ZigBee、蓝牙、红外、超宽带、近场通信等用于传感器网络或智能设备近距离通信的技术，也包括宽带接入。将物体与网络连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，实现智能化识别、定位、跟踪等，万物皆可连。
利用经过分析处理的感知数据为用户提供丰富的服务，可分为管理和应用两个部分内容，在管理层有信息处理、应用集成、云计算、解析服务、网络管理、web服务。目前物联网在很多领域应用，智能家居、环保检测、城市管理、公共安全、远程医疗等。
物联网的原理是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信技术，构建覆盖全球数万座建筑的物联网。在这个网络中，建筑物(物品)之间可以在不需要人工干预的情况下进行通信。其实质是利用射频自动识别技术，通过计算机互联网实现物品之间的自动识别和信息的互联与共享。移动互联网是"人-服务器-人"的框架，物联网是"物-服务器-人"的框架，两者是相同的，物联网终端设备也采用TCP、>