物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等的信息承載體，它讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象形成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。而在工業(yè)中，又存在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。為增進(jìn)大家對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層、現(xiàn)場(chǎng)管理層、網(wǎng)絡(luò)層予以介紹。如果你對(duì)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

1. 感知層

感知層的主要功能是識(shí)別物體，采集信息和自動(dòng)控制，是物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別物體、采集信息的來(lái)源;它由數(shù)據(jù)采集子層、短距離通信技術(shù)和協(xié)同信息處理子層組成。數(shù)據(jù)采集子層通過(guò)各種類(lèi)型的傳感器獲取物理世界中發(fā)生的物理事件和數(shù)據(jù)信息，例如各種物理量、標(biāo)識(shí)、音視頻多媒體數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集涉及傳感器、RFID、多媒體信息采集、二維碼和實(shí)時(shí)定位等技術(shù)。

短距離通信技術(shù)和協(xié)同信息處理子層將采集到的數(shù)據(jù)在局部范圍內(nèi)進(jìn)行協(xié)同處理，以提高信息的精度，降低信息冗余度，并通過(guò)具有自組織能力的短距離傳感網(wǎng)接入廣域承載網(wǎng)絡(luò)。感知層中間件技術(shù)旨在解決感知層數(shù)據(jù)與多種應(yīng)用平臺(tái)間的兼容性問(wèn)題，包括代碼管理、服務(wù)管理、狀態(tài)管理、設(shè)備管理、時(shí)間同步、定位等。在有些應(yīng)用中還需要通過(guò)執(zhí)行器或其他智能終端對(duì)感知結(jié)果做出反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)智能控制。該部分除RFID、短距離通信、工業(yè)總線等技術(shù)較為成熟外，尚需研制大量的物聯(lián)網(wǎng)特有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

感知層由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和控制設(shè)備組成，主要進(jìn)行工業(yè)機(jī)器信息的感知以及控制指令的下發(fā)。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備主要包括溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、RFID、電動(dòng)閥門(mén)、變送器等，這些設(shè)備直接與工業(yè)機(jī)器相連，擔(dān)當(dāng)著感知控制過(guò)程的末稍機(jī)構(gòu)?？刂圃O(shè)備主要指PLC等控制器，在工業(yè)系統(tǒng)中，PLC等控制器用于實(shí)現(xiàn)較底層的高速實(shí)時(shí)的控制功能，對(duì)于工業(yè)控制尤為重要。

控制設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備組成了現(xiàn)場(chǎng)總線控制網(wǎng)絡(luò)，如常用的CAN總線網(wǎng)絡(luò)、Profibus 總線網(wǎng)絡(luò)等。值得一提的是，工業(yè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)WISN作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的重要組成部分，通過(guò)網(wǎng)關(guān)可與現(xiàn)有的現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)并存。WISN以其高可靠、低成本、易擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于感知層的實(shí)現(xiàn)中，在環(huán)境數(shù)據(jù)感知、工業(yè)過(guò)程控制等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。

2. 現(xiàn)場(chǎng)管理層

現(xiàn)場(chǎng)管理層主要指工廠的本地調(diào)度管理中心，即如上文所述的SCADA系統(tǒng)。調(diào)度管理中心充當(dāng)著工業(yè)系統(tǒng)的本地管理者以及工業(yè)數(shù)據(jù)對(duì)外接口提供者的角色，一般包括工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、監(jiān)控服務(wù)器、文件服務(wù)器以及Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等設(shè)備。現(xiàn)場(chǎng)管理層作為區(qū)別于傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)的一個(gè)層次，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中起著重要作用。

現(xiàn)場(chǎng)管理層融合了現(xiàn)有的工業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，它的存在使得來(lái)自感知層的部分關(guān)鍵工業(yè)數(shù)據(jù)能得到及時(shí)的記錄與處理，對(duì)于一些對(duì)實(shí)時(shí)性有要求的較底層的過(guò)程控制指令，它能快速響應(yīng)，及時(shí)做出控制決策。另一方面，現(xiàn)場(chǎng)管理層起到了對(duì)外提供數(shù)據(jù)接口的作用，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器以及Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，調(diào)度管理中心可以把來(lái)自于工廠內(nèi)部的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層發(fā)布到應(yīng)用層，應(yīng)用層可以透明訪問(wèn)到不同工業(yè)機(jī)器上的感知信息，對(duì)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析工作起到了重要作用。

3. 網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層由互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)等組成，負(fù)責(zé)信息傳遞、路由和控制。網(wǎng)絡(luò)層將來(lái)自感知層的各類(lèi)信息通過(guò)基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)用層，包括移動(dòng)通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、廣電網(wǎng)、行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)，及形成的融合網(wǎng)絡(luò)等。根據(jù)應(yīng)用需求，可作為透?jìng)鞯木W(wǎng)絡(luò)層，也可升級(jí)以滿足未來(lái)不同內(nèi)容傳輸?shù)囊?。?jīng)過(guò)十余年的快速發(fā)展，移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟，在物聯(lián)網(wǎng)的早期階段基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?

網(wǎng)絡(luò)層主要關(guān)注來(lái)自于感知層的、經(jīng)過(guò)初步處理的數(shù)據(jù)經(jīng)由各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)的傳輸問(wèn)題。這涉及到智能路由器，不同網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的互通、自組織通信等多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其中，全局范圍內(nèi)的標(biāo)識(shí)解析將在該層完成。該部分除全局標(biāo)識(shí)解析外，其他技術(shù)較為成熟，以采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)為主。

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