社会自动化机械中物联网网关的应用与现场总线技术定义
在探讨物联网(IoT)或工业物联网(IIoT)的领域,两个关键概念始终处于前沿:连接和通信。如果没有中间设备——即物联网网关——来协调各种连接和通信协议,将数百或数千个设备相互连接,并使它们与更高级别的系统以及云端进行有效沟通,这一任务将变得不可能。
支持IoT的设备采用多种不同的通信协议,这取决于设备、用途和环境。物联网网关扮演着这些设备与云端之间“桥梁”的角色,促进了它们之间的信息交流。它是硬件形式的中介,让这些支持IoT的设备能够与基于云端的系统或更高级别系统如MES(制造执行系统)或SCADA(监督控制和数据采集)上的本地内部网络建立联系。对于工业自动化和处理应用,物联网网关实际上“缩小了OT(运营技术)和IT(信息技术)系统之间的差距”。
然而,物联网网关并不仅限于实现基本通信功能。在将数据从传感器等设备发送到更高级别系统之前,它还会对数据进行加密、处理、过滤、更新以及操作。此类功能——尤其是预处理和过滤机制——显著减少了传输、处理以及存储所需资源。网关也能在本地执行数据缓存及记录工作,以确保维护连续历史记录,即便是在具有不可靠连接条件的地方。
当谈论到边缘计算时,我们常提及“边缘”这个词汇,它指的是物理世界中的传感器、执行器等支持IoT的一系列装置,以及与之相对立的是远程网络,如云端。这同样适用于那些具备进一步功能,如过滤操作及数据处理能力的人工智能型物联网网关,有时被称作“边缘网关”或者“智能网关”。当某些分析任务从远程网络移动至这一区域,即由特定类型的人工智能型门户实行,则这就是所谓的事务移向边缘。
通过将一些复杂性从云端迁移到边缘界面,比如说直接位于每个单独的小部件上,那么可以保证关键信息得到即时准确可靠共享。而此举还减少了IIoT应用程序需求带宽使用率,因为无需一次性大量转移大量量的大量原始资料,而只需必要要素以最快速度而非慢速步伐访问数据库主体,从而保持最大效率同时降低成本开支。
利用这种方式,在IIoT中移动分析函数至离中心位置有助于提供更加精确且安全性保障。向任何一个大型中央服务器发送并获取响应都需要时间,对许多企业日常活动来说,即使是微秒延迟也是致命错误。而且,一旦发出信号并开始回应过程,大量重要事项可能因为未能快速反应而丧失机会,或许因为组成部分损坏导致产品受损,或许由于人身安全问题。
因此,将分析工作移至局部环境内也有利于保护敏感数据以避免泄露,同时还有实用性的益处存在。一方面,一些生成数量庞大的电子文件超出了远程服务承载这些庞大数字所需基础设施资源范围;另一方面,还存在空间限制问题。一台拥有足够强大性能以完成所有要求但又不会产生负担的大型中央服务器难以找到。
最后,由近距离地点集中管理客户场景下用于生产力提升现象,也意味着整个解决方案比其他方法更加简单易行,而且价格较低。这正好符合二战后经济学家们描述为消费者偏好的第一法则:“选择最便宜商品。”