“工業(yè)4.0”這個(gè)術(shù)語現(xiàn)在很熱門，但將現(xiàn)有機(jī)器和工業(yè)設(shè)備轉(zhuǎn)換成連接的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)有多可行?將設(shè)備連接到物聯(lián)網(wǎng)的好處有很多，但就像采用新技術(shù)的任何步驟一樣，重要的是要了解那些決定產(chǎn)品成功或失敗的關(guān)鍵因素。由于物聯(lián)網(wǎng)連接是整個(gè)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIOT)系統(tǒng)的主干，因此在選擇將要使用的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議類型時(shí)，應(yīng)該格外小心。

盡早確定正確的數(shù)據(jù)集成協(xié)議對于構(gòu)建成功的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)至關(guān)重要。

在實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)時(shí)，關(guān)于如何傳輸數(shù)據(jù)的決策通常非常復(fù)雜。幸運(yùn)的是，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)連接的標(biāo)準(zhǔn)化，以及模擬工具的進(jìn)步，使得在數(shù)據(jù)連接和集成方面做出更好、更明智的決策變得更加容易。

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物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集成清單

在考慮將哪種協(xié)議用于您的工業(yè)4.0數(shù)據(jù)集成時(shí)，該清單中包括的6個(gè)最重要考慮因素需要牢記。

1. 范圍

(1) 它是什么?

范圍描述物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)的距離。

(2) 為什么重要?

如果您想要的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)需要遠(yuǎn)距離傳輸數(shù)據(jù)，那么使用專為短距離通信而設(shè)計(jì)的協(xié)議將不會(huì)起作用。范圍也可以作為一種安全措施，通過使用具有特別短范圍的協(xié)議，進(jìn)而限制數(shù)據(jù)的移動(dòng)。

2. 帶寬

(1) 它是什么?

在規(guī)定的時(shí)間段內(nèi)可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

(2) 為什么重要?

每個(gè)協(xié)議都根據(jù)定義的數(shù)據(jù)包大小傳輸數(shù)據(jù)。典型傳輸中的數(shù)據(jù)量應(yīng)與所選協(xié)議能夠容納的數(shù)據(jù)包大小相匹配。使用比需要發(fā)送的數(shù)據(jù)大得多的數(shù)據(jù)包是低效的。另一方面，將大塊數(shù)據(jù)分割成許多較小的數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳輸會(huì)導(dǎo)致不必要的處理。

3. 功耗

(1) 它是什么?

設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)所需的電量。

(2) 為什么重要?

在設(shè)計(jì)依賴電池供電的產(chǎn)品時(shí)，這是一個(gè)特別重要的考慮因素。數(shù)據(jù)傳輸過程的功率效率將影響設(shè)備的電池壽命，進(jìn)而影響運(yùn)行成本。

4. 安全

(1) 它是什么?

在傳輸?shù)母鱾€(gè)階段和存儲(chǔ)過程中為保護(hù)數(shù)據(jù)而采取的措施。

(2) 為什么重要?

當(dāng)數(shù)據(jù)從一個(gè)設(shè)備移動(dòng)到另一個(gè)設(shè)備時(shí)，它會(huì)變得很脆弱且易受攻擊。安全性是希望為其產(chǎn)品引入數(shù)據(jù)連接的公司的主要關(guān)注點(diǎn)之一。幸運(yùn)的是，有許多技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的安全連接，包括端口保護(hù)、認(rèn)證和加密。

5. 連接控制

(1) 它是什么?

設(shè)備在典型用例中處于連接狀態(tài)的時(shí)間和行為。

(2) 為什么重要?

當(dāng)設(shè)備連接時(shí)，它會(huì)消耗電量并消耗帶寬。因此，有些設(shè)備可以控制它們何時(shí)連接以及何時(shí)處于脫機(jī)狀態(tài)。這種對連接的控制也與物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)健性密切相關(guān)，即設(shè)備在應(yīng)用時(shí)保持連接，而不會(huì)意外脫離網(wǎng)絡(luò)。

6. 互操作性

(1) 它是什么?

一個(gè)連網(wǎng)的設(shè)備、傳感器或應(yīng)用程序與另一個(gè)(通常來自不同的制造商、主機(jī)或供應(yīng)商)通信的能力。

(2) 為什么重要?

在某些情況下，建立一個(gè)優(yōu)秀且靈活的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將需要集成許多并非來自同一供應(yīng)商的元素。或者，技術(shù)的進(jìn)步可能會(huì)導(dǎo)致用戶希望切換到更好的設(shè)備來替換現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)置中的舊元素。互操作性方面的能力是物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品價(jià)值的核心。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)協(xié)議一覽

目前，三種最常見的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議是MQTT、AMQP和COAP。

(1) MQTT——消息隊(duì)列遙測傳輸

MQTT以前被稱為“SCADA協(xié)議”，它是一種易于實(shí)現(xiàn)、輕量級(jí)、經(jīng)ISO批準(zhǔn)的消息傳遞協(xié)議，特別適用于遠(yuǎn)程通信和帶寬受限的情況。MQTT的發(fā)布訂閱、低功耗、小尺寸和通過最小化數(shù)據(jù)包的高效數(shù)據(jù)分發(fā)使其成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)部署和移動(dòng)應(yīng)用的最佳選擇。

(2) AMQP——高級(jí)消息隊(duì)列協(xié)議

AMQP是一種開放標(biāo)準(zhǔn)的、功能豐富的消息隊(duì)列協(xié)議，它提供可靠和安全的消息隊(duì)列、路由和定向。AMQP提供了高度的互操作性，允許各種各樣的通信模式和消息傳遞應(yīng)用。

(3) CoAP——受限應(yīng)用協(xié)議

CoAP專門用于連接資源受限的設(shè)備，如有限的電源或小內(nèi)存。對CoAP的新擴(kuò)展允許將幾個(gè)CoAP資源作為一個(gè)組來定義和處理，并減少了傳輸時(shí)間。

如何選擇

那么，您應(yīng)該從哪里開始呢?根據(jù)上面的6點(diǎn)清單，您可以首先根據(jù)6個(gè)因素中的每一個(gè)來分解產(chǎn)品的數(shù)據(jù)連接要求，然后，選擇符合這些要求的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)連接協(xié)議。