工业物联网面临的挑战：IIoT软件平台和边缘计算.doc

《工业物联网面临的挑战：IIoT软件平台和边缘计算.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、工业物联网面临的挑战：IIoT软件平台和边缘计算　　新兴的技术和体系架构，可以帮助制造企业在集成生态系统中开发灵活的工业物联网(IIoT)基础架构。　　随着工业物联网(IIoT)的发展，它在集成方面也遇到了与以前不同代系的工业自动化相似的挑战。除了不断变化的需求，还需要适用很多不同的硬件、软件技术以及应用场景。但是现在，利用开放标准，这些不同元器件可以很好的融合在一起，为用户提供解决方案。　　　　在IIoT产品和应用开发中，开发人员的目标可能包括：　　通过互联网支持不同类型的传感器和驱动器。　　集成不同的有线和无线连接协议，包括Mo

2、dbus、LoRa、Sigfox、Wi-Fi、蓝牙以及其它协议。　　通过端口将原始软件连接到不同的硬件，包括MCU、x86/ARMCPU、GPU、及其它硬件，还有操作系统，包括微软视窗、Linux、嵌入式操作系统、Android、和其它操作系统。　　连接云服务，可能包括WISE-PaaS、微软的Azure、IBM的Bluemix、和其它云服务。　　维护数据的所有权和完整性，了解其对安全和隐私的影响。　　快速开发健壮的应用程序。　　部署、更新、升级和维护大量的设备和服务。　　将大数据转换为有价值的业务信息。　　因此，IIoT产品或解决

3、方案必须满足与传感器、连接性、安全、云服务、存储、设备硬件与维护、边缘/云分析、系统集成、和应用程序开发等相关的挑战。许多公司面临的最大挑战，就是如何在平衡设计时间、投放市场时间和风险的情况下，将应用迁移到物联网上去。　　边缘计算　　物联网(IoT)数据往往具有很大的体量。应用程序通常具有实时性需求。传输大量的原始数据，通常会给网络资源带来较大的负载。通常，在数据源附近处理数据更为行之有效，这样就可以只向云中心发送有价值的数据。　　边缘计算是一种分布式信息技术(IT)架构。在该体系结构中，客户端数据在网络外围处理，尽可能接近数据源。

4、边缘计算中的时间敏感数据，可由智能设备在数据源点处理，或发送到地理上比较接近的中间服务器来处理。对时间不太敏感的数据，可以发送到云端进行历史分析、大数据分析和长期存储。　　不论该解决方案被称为基础结构、体系结构、平台还是服务器，公司都必须有管理边缘计算模式的手段。在研华新推出的边缘智能服务器(EIS)解决方案中，能够使本地IIoT网络实现边缘智能，从而可以最大限度地提高能源利用效率，减少对网络安全的威胁，更易于实施和模块化，还可以减少时间延迟。　　IIoT软件平台　　　　IIoT软件平台服务主要基于3个关键组件：IIoT节点、边缘智

5、能服务器和云服务。下面将详细介绍在平台开发中，供应商或企业用户必须做出的一些技术选择。　　对于边缘设备开发，“南向”传感设备连接必须处理不同的传感协议，例如Modbus、OPC、BACnet、无线IP和非IP。所有这些协议，可以通过即插即用的模块来处理传感器数据、数据规范化和通信。　　然后，通过微服务容器模型来处理“北向”云连接和智能设施，以模块化不同的云连接并启用设备管理。同样的，智能设施也采用微服务容器体系结构来支持数据摄取工作负载，比如数据预处理和清理。　　其中最有价值的可能是按需的实时分析服务，在数据生成时，可实时提取预先设

6、置的数据特性。预测维护和质量功能可用作边缘预测概念的验证。　　基于无处不在的MQTT通信协议和模块化的Docker容器(container)技术，通过架构的开放标准来开发分析或预测维护模块。　　其它技术，如RESTful、API、MQTT和Node-RED，也有助于实现拖放式的应用程序开发。Node-RED和配置实用程序，使实现自定义应用程序变得容易。此外，具有良好文档的SDKMQTT示例代码和RESTfulAPI接口，使高级开发人员可以实现更高级别的需求。　　最后一个部件是云服务，无论是边缘设备还是云端，都配置了SSL/TLS通信

7、和英特尔内置的安全特性。数据服务可以提供标准化的PostgreSQL数据库和NoSQL数据库，并支持标准集成接口，可以连接各种数据处理和存储产品。仪表板网充当“物联网”应用的用户界面，利用诸如Azure的PowerBI或表格等可视化设施，通过浏览器或移动设备来显示信息。　　此外，IIoT平台还提供了一个用于采购不同的物联网实用程序的“市集”可提供云解决方案，如数据库、仪表板和机器学习工具。　　　　工业物联网(IIoT)软件平台包括工业物联网(IIoT)节点、边缘智能服务器和云服务。　　与IoT相关的技术　　　　现在让我们更仔细地考察

8、前面提到的一些技术。MQTT是一种简单、轻量级的发布/订阅消息传递协议，用于受约束的设备和低带宽、时间滞后较长或不可靠的网络。该服务将其功能和数据发布到MQTT代理，并为输入接口订阅特定主题内容。　　RESTfulAPI定义了一组功能