工业物联网

物联网与数字化的区别

概括地说，物联网强调“物”的连网，比如将物品和设备连接到计算机网络中。而数字化的含义通常包括将“物”与它们生成的数据连接起来，以及由此获得的商业洞见。用最直白的方式说，数字化就是将信息用数字的格式进行表达。

当今工厂环境中的制造业面临的挑战包括以下几点：

• 需加速推出新的产品和服务，以便抓住客户和市场机会；
• 提升工厂的生产力、质量和运行时间，同时降低生产成本；
• 缓解计划外的宕机时间（这段时间平均消耗至少5%的生产力）；
• 保护工厂免遭网络攻击的威胁；
• 减少布线和重布线的功能（这类成本最多可能占部署总成本的60%）；
• 提升工人的生产率和安全性。

物联网在工业工厂中的应用与价值

例如，一台熔炼设备从矿石中提取金属。这台设备使用加热和化学物质来分解矿石，留下纯金属。上述这个过程分成很多步骤，但所有的数据和控制系统需要在车间中的很多控制间中访问。所以，操作人员必须走到控制间（往往在数百米开外）中来查看数据，对生产操作进行调整。大量的操作时间往往就浪费在了往返于操作间的路途之中。而在物联网和互联工厂的解决方案中，人们可以通过真正的“人机连接”，让传感器数据直接通过移动设备传输给车间中的操作人员。往返于控制间和车间的时间也被节省了下来。此外，由于操作人员能够实时收到数据，他们也就可以更加迅速地做出决策，这样可以提升生产效率，弥补生产中的质量问题。

要想尽可能提升物联网的安全性，物联网系统必须：

• 能够识别所有接入物联网服务的实体（即网关、端点设备、家庭网络、漫游网络、服务平台），并且对它们进行身份认证；
• 确保端点设备与后端应用之间传输的所有用户数据都经过了加密；
• 符合当地的数据保护法规，让所有数据都受到保护并且是以安全的方式进行存储的；
• 使用了一个物联网连通性管理平台，同时建立了符合规则的安全策略，这样一来，如果物联网所连接的设备被检测出了异常行为，网络就会立刻采取相应的动作；
• 通过整体的、网络级的方式来提供安全性保障。

执行器

执行器是传感器的自然补充。传感器是为了感知和测量物理世界中任何可测量的变量而设计的。它们将测量值（通常是模拟值）转换为电信号或数字表示，可以由智能代理（设备或人）使用。另一方面，执行器接收某种类型的控制信号（通常是电信号或数字命令）来触发物理效应，通常是某种类型的运动、力等。

就像传感器一样，执行器在功能、尺寸、设计等方面也有很大的差异。以下是一些常见的分类方法。

• 运动类型：执行器可以根据其产生的运动类型进行分类（例如，线性、旋转、一/二/三轴）。
• 功率：执行器可根据输出功率（如大功率、低功耗、微功耗）进行分类。
• 二进制或连续数据流：执行器可以根据稳定状态输出的数量进行分类。
• 应用领域：执行器可以根据所应用的具体行业或垂直领域进行分类。
• 能量类型：执行器可以根据其能量类型进行分类。

无线解决方案

以下是无线解决方案的一些优点和缺点。

优点：

• 更大的部署灵活性（特别是在极端环境或难以到达的地方）；
• 能够更简单地扩展到大量节点；
• 实现成本降低；
• 更容易长期维护；
• 可以毫不费力地引入新的传感器/执行器节点；
• 更好地处理动态/快速拓扑更改。

缺点：

• 不太安全（例如，AP被劫持）；
• 通常传输速度较低；
• 更大程度的环境影响。

虽然在某些情况下，传感器会不断地传输它们的测量数据，但通常情况并非如此。无线连接的智能对象通常具有以下两种通信模式：

• 事件驱动：只有当智能设备检测到特定的事件或预先设定的阈值时，才会触发感知信息的传输。
• 周期性：感知信息的传递只在周期性的时间间隔内发生。