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物联网平台助力工业互联网

2017/4/19    来源:H3C    作者:林涛      
关键字:物联网  工业互联网  
物联网平台(IoT Platform)是近两年刚出现的一种物联网基础设施解决方案。物联网平台作为物联网为用户提供服务的基础,承担连网的“物”的管理、数据的采集、应用服务的使能等功能,物联网平台的出现将推动工业互联网的发展。
    物联网(IOT)是工业互联网的关键技术之一。物联网平台(IoT Platform)是近两年刚出现的一种物联网基础设施解决方案。物联网平台作为物联网为用户提供服务的基础,承担连网的“物”的管理、数据的采集、应用服务的使能等功能,物联网平台的出现将推动工业互联网的发展。
 
    工业互联网是物联网、大数据及云计算等新一代IT技术与工业系统深度融合集成而形成的一种新的应用生态。在工业互联网的“采集、传输、计算”三要素中,采集端通过物联网技术实现机器、物品、人、控制系统的数据收集与相关联结。物联网(IoT)已经成为当前工业互联网发展的关键技术。
 
    ITU在2012年出版的《物联网概述》中,明确物联网定义为全球信息社会的基础设施;以物质互连(物理和虚拟)的方式,在现有和新兴互操作信息通信技术(ICT)的基础上提供先进的业务;通过识别、数据捕获、处理和通信能力,充分利用“物”为各种应用提供服务,同时确保安全和隐私方面的要求。即物联网重在提供服务,而不是简单的将物接入网络。由此可见,物联网技术的发展将使得智能化深入到生产生活之中,给人们提供更多场景化的有益的服务。
 
    为实现物联网的服务功能,ITU定义了物联网的参考模型(如 图1)。
 
物联网参考模型
 
图1 物联网参考模型
  
    目前对物联网发展影响比较关键的是服务和应用支持层、设备层两部分。设备层主要关注“物”侧的联网,以及边缘计算能力,同时要注意低能耗和传输距离。服务和应用支持层为物联网应用的基础,通过对设备层设备的控制、数据采集和分析及边缘计算能力(即设备应用程序)的定制等,为物联网应用提供基础平台支撑,与管理能力和安全能力结合后,即成为物联网平台,是在物联网领域的PaaS平台。
 
    欧洲的互联网研究机构IERC很早就启动了物联网方面的研究,欧洲电信联盟ETSI也和多个物联网研究机构发起成立了oneM2M组织,定义了一系列标准推动物联网的发展。近几年美国的工业互联网、德国的工业4.0也都围绕物联网在工业领域的应用进行大量的研究和推动。物联网设备层的无线传感技术,更是百花齐放,如个域网(PAN)范围的Zigbee, Bluetooth, Wi-Fi;广域网的LoRaWAN,Sigfox, LTE-M, NT-IoT等。对于提供物联网服务和应用支持的平台层,也有很多公司提供了平台级产品,如美国通用公司的Predix提供工业设备的可预测性维护等功能,亚马逊提供IoT云平台及SDK供第三方IoT设备接入等。
 
    我国作为潜力巨大的物联网市场,政府和民间一直在努力发展物联网产业,在核心技术研发、标准制定、产业推动等方面,已经大大缩短了与国外的差距,特别是在国家出台“中国制造2025”战略后,智能制造的关键支撑技术“工业互联网”受到越来越多的关注,由此也推动了物联网技术的应用普及。目前由于物联网涉及的场景和行业远超过传统的人际互联网,其标准众多而繁杂,且由于大多数行业的物联网还处在萌牙期,相关的数据采集、业务处理都相关封闭,多为竖井式解决方案,企业要针对不同的传感器,不同的应用场景部署相互割裂的解决方案,这些都严重影响了企业部署物联网积极性。采用统一的物联网平台有望彻底解决企业的这些问题。
 
    一、物联网平台架构
 
    物联网平台架构包括如图2所示功能,主要由物联网平台层和物联网网关中间件组成。在物联网平台层统一给物联网应用提供了接口,可以方便用户编写自己的特色应用,并部署到物联网平台上,从而达到简化物联网系统开发、快速提供物联网应用的目的,实现“应用驱动物联网”的物联网使能平台。
 
物联网平台基础架构
 
图2 物联网平台基础架构
   
    这里的网关层是兼容目前多种传感层网络协议的关键层次,能够屏蔽传感层差异,并实现边缘计算能力。随着传感器发展,部分传感器也可能跳过网关层直接与平台对接,相关的功能将分别移到平台层或传感层实现。

责任编辑:李欢
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