社会应用中的物联网网关与三种常见现场总线技术的自动化机械集成目的
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,管理数百或数千个设备并让它们互相通信,以及与更高级别的系统及云端进行交流,将是不可能完成的任务。
支持IoT的设备采用了众多不同的通信协议,这取决于设备、用途以及环境。物联网网关扮演着这些设备与云端之间“桥梁”的角色,促进它们之间的信息流动。简而言之,物联网网关是硬件形式上的中介,它确保了这些支持IoT功能的装置能够有效地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)中的本地内部网络进行沟通。
对于工业自动化和处理应用场景,物联网网关实际上“弥合了OT(运营技术)和IT(信息技术)体系之间的差距”。然而,与仅仅实现基本通信功能不同的是,现代网关还具备加密、预处理、过滤、更新以及操作数据等更高级功能。在将数据从这些支持IoT功能的传感器发送到更高层次系统之前,这些操作显著减少了传输所需带宽、处理能力以及存储需求。此外,当涉及到位于不可靠连接区域内时,即便在远程地区也能通过本地缓存记录确保连续性历史记录。
当我们谈论边缘计算时,我们通常指的是那些拥有智能功能,如过滤、操作数据等能力,并且可以独立于主机运行以提供实时响应性的边缘设备。这种类型被称为“边缘网关”或者“智能网关”。当某些分析工作从云端转移到物理世界或者说边界附近的时候,这种现象被称作“边缘计算”。
将一些处理功能迁移到物理世界—尤其是在IIoT应用中—不仅有助于保证关键数据即时可用且准确无误,还能够显著减少需要用于IIoT应用程序的大量带宽资源。这一策略特别重要,因为向云端发送并接收来自云端响应所花费时间对许多关键任务来说是太长,以至于很容易导致决定错失机会甚至安全风险。而通过直接将命令发送至其他相关装置,可以立即行动起来解决问题。
此外,对敏感现场数据保持在现场进行计算也有利于保护其安全性。此举同样解决了一些实用性问题,比如某些生成大量原始数据但不宜全部上传到远程服务器以避免成本增加的问题。在这种情况下,只有必要的一部分由边际计算执行,而余下的则留给中央化平台进行进一步分析,从而使整个过程更加有效率。