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了解工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)嗎?工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層、現(xiàn)場管理層、網(wǎng)絡(luò)層介紹!

時(shí)間:2023-02-06 14:01:56來源:21ic電子網(wǎng)

導(dǎo)語:?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)。

  1. 感知層

  感知層的主要功能是識別物體,采集信息和自動控制,是物聯(lián)網(wǎng)識別物體、采集信息的來源;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)采集子層通過各種類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、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)用平臺間的兼容性問題,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)用中還需要通過執(zhí)行器或其他智能終端對感知結(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、電動閥門、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,對于工業(yè)控制尤為重要。

  控制設(shè)備與現(xiàn)場設(shè)備組成了現(xiàn)場總線控制網(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,通過網(wǎng)關(guān)可與現(xiàn)有的現(xiàn)場總線網(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)過程控制等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。

  2. 現(xiàn)場管理層

  現(xiàn)場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)對外接口提供者的角色,一般包括工業(yè)數(shù)據(jù)庫服務(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,F(xiàn)場管理層作為區(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,對于一些對實(shí)時(shí)性有要求的較底層的過程控制指令,它能快速響應(yīng),及時(shí)做出控制決策。另一方面,現(xiàn)場管理層起到了對外提供數(shù)據(jù)接口的作用,通過數(shù)據(jù)庫服務(wù)器以及Web網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,調(diào)度管理中心可以把來自于工廠內(nèi)部的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)層發(fā)布到應(yīng)用層,應(yīng)用層可以透明訪問到不同工業(yè)機(jī)器上的感知信息,對進(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)層將來自感知層的各類信息通過基礎(chǔ)承載網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)用層,包括移動通信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、廣電網(wǎng)、行業(yè)專網(wǎng),及形成的融合網(wǎng)絡(luò)等。根據(jù)應(yīng)用需求,可作為透傳的網(wǎng)絡(luò)層,也可升級以滿足未來不同內(nèi)容傳輸?shù)囊。?jīng)過十余年的快速發(fā)展,移動通信、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?/p>

  網(wǎng)絡(luò)層主要關(guān)注來自于感知層的、經(jīng)過初步處理的數(shù)據(jù)經(jīng)由各類網(wǎng)絡(luò)的傳輸問題。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)識解析將在該層完成。該部分除全局標(biāo)識解析外,其他技術(shù)較為成熟,以采用現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)為主。

標(biāo)簽: 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

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