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工業物聯網數據不同怎么辦?

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導讀:工業物聯網數據不同怎么辦?構建工業物聯網設備端所面臨的核心問題是如何解決數據的異構性。一般來說,設備端的數據異構性問題比服務端較為突出,且經常不能單純依靠軟件技術來解決。

這里將傳感層和傳輸層合并在一個章節中講述,主要是這兩個層次之間的界限其實是具有一定的模糊性的。正如前面說過的,越來越多的設備將傳輸層功能作為一個技術模塊內置在其中從而成為所謂的智能設備。

1.1數據異構性

所謂“萬事開頭難”,數據的獲取是整個物聯網系統業務流程的根本驅動力,在現實中也常常是實施代價最大的部分,常見的原因主要有:

1.1電氣信號的異構性

對于需要向非智能設備、傳感器、執行器等采集數據的工業網關而言,第一個面臨的問題就是與采集對象對接的電氣信號是不同的。這些“啞終端”的往往采用的是用于過程控制系統的近場通信技術,比如:各類串口技術、工業總進線技術,甚至更加原始的模擬量或數字量信號點。當然,也不排除有些帶有網絡功能的智能設備也通過工業網關將數據合并上傳。所以,作為傳輸層的工業網關,首先就要面臨對各種電氣信號的對接能力。

1.2通信協議的異構性

不同的電氣信號接口,其采用的數據通信協議一般是不同的。甚至同樣的電氣信號接口下,比如各類串口,其表征數據的應用層協議也可能是不同的。作為工業網關為了減輕服務端處理數據的負擔,一般來說都要在傳輸前完成從異構到系統內容易數據協議的轉換。

1.3數據數量的異構性

設備端和服務端之間最常見的關于數據數量的失配就是原始數據的缺失。物聯網系統的業務往往需要更多角度的數據,但是傳統設備的數據信號的設置往往僅僅為了滿足過程控制的需要就可以了。比如一臺水泵的控制系統,僅僅為了滿足水泵的啟停和運行工況的變化,而可能不會關注其震動、材料疲勞等問題,因此也就不會部署相應的傳感器,也就沒有相應的數據。這個時候的解決方式有兩種:一種是加裝傳感器,另一種是根據現有的數據利用某個合理的公式來推測,也就是通過數據整合來在一定的精度下提供所需要的數據。

當然并不能否定數量失配是數據過多,即:物聯網服務端可能只需要設備的一個相對宏觀的狀態,比如是否正常運行還是處于某種故障中,但是現場并沒有某個設備可以直接給出表征這種狀態的數據,而是需要網關自己根據采集到的多個數據綜合判斷。

數量的異構性問題,又可成為數據完整性問題。

1.4數據質量的異構性

原始數據還可能有其他的質量上的失配情況,比如時序數據的噪音、采樣頻率、單位等的不同。

噪音可能來源于最原始的數據源,也可能來源于傳感網絡中的傳輸過程,甚至在工業網關內部的電路或不恰當的數據處理引入。比如原始的數據A/D轉換過程的電氣噪音,時序數據在設備或網關中某個進程間通信的管道的阻塞等等。

對于采樣頻率的不同,常見的情況是服務端需要的采樣頻率相對原始數據的頻率較低。一般采取再采樣的方式來處理。簡單的處理方式可以是在網關中利用一個緩存來存放該數據,一個任務不斷以來自設備的頻率寫入該數據的值,而另一個任務以需要發送的頻率來讀取該設備的值即可。如果對原始數據的確切采集時間有較為嚴格的要求,可以在讀取的任務中根據時間戳來進行適當的插值計算。當然還有的做法是網關上不做任何關于采樣頻率的處理,而交由服務端來進行,但是這種處理方式,會增加服務端和網絡層的壓力。

數據單位的不同,一般也稱為倍率問題。處理方式相對簡單,也就是在工業網關中增加倍率的設置,并自動將每個采集到的數據乘以該倍率后再發送。


工業物聯網數據不同怎么辦?



物聯網平臺是什么?

物聯網平臺并沒有一個標準的定義,就如物聯網并不是一項新技術,而是已有技術在新情景和新用例中的應用。每一個行業巨頭都可以根據自己的業務特點,整合業務和產品線,抽離共性技術、業務流程等重組出一個“業務平臺”,并稱之為物聯網平臺。例如,系統服務/軟件廠商通過開放開發工具、API來搭建一個AEP平臺;工業巨頭將某一細分領域的Kown-how數字化并封裝成一套解決方案,便能夠提供一個工業互聯網平臺。

當然,一個平臺的構建并沒有說的那么簡單,它是一個系統的工程,需要上下游的資源整合優化,以及根據業務需求和頂層規劃進行有邏輯的重組,而不是簡簡單單的疊加。

基于平臺供應商數量眾多的現實,大多數的供應商只能提供平臺能力的一部分。實際上,這類公司并不能稱為物聯網平臺提供商。如果僅僅提供連接管理或者應用使能這類簡單功能,那么只能被稱為連接管理平臺或者應用使能平臺,而不能稱為綜合性物聯網平臺。

物聯網平臺可以干什么:

物聯網平臺基于IaaS(基礎設施即服務)、PaaS(平臺即服務)、SaaS(軟件即服務)三種云計算服務模型,逐步完善了其功能體系,即ICP(基礎設施云服務平臺)、CMP(連接管理)、DMP(設備管理平臺)、AEP(應用使能平臺)、BAP(業務分析平臺)等。

關鍵技術:5G網絡

盡管相關的技術還沒有完全定型,但是5G的基本特征已經明確:高速率(峰值速率大于每秒20 Gbit,相當于4G的20倍),低時延(網絡時延從4G的50ms縮減到1ms),海量設備連接(滿足1000億量級的連接),低功耗(基站更節能,終端更省電)。

5G將滲透到未來社會的各個領域,5G將使信息突破時空限制,提供極佳的交互體驗,為用戶帶來身臨其境的信息盛宴,如虛擬現實;5G將拉近萬物的距離,通過無縫融合的方式,便捷地實現人與萬物的智能互聯。5G將為用戶提供光纖般的接入速率,“零”時延的使用體驗,千億設備的連接能力,超高流量密度、超高連接數密度和超高移動性等多場景的一致服務,業務及用戶感知的智能優化,同時將為網絡帶來超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低,最終實現“信息隨心至,萬物觸手及”。 物聯網是新一代信息技術的重要組成部分,也是“信息化”時代的重要發展階段。這有兩層意思:其一,物聯網的核心和基礎仍然是互聯網,是在互聯網基礎上的延伸和擴展的網絡;其二,其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間,進行信息交換和通信,也就是物物相息。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算等通信感知技術,廣泛應用于網絡的融合中,也因此被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網是互聯網的應用拓展,與其說物聯網是網絡,不如說物聯網是業務和應用。

具體有哪些技術?例如農業物聯網、工業物聯網、醫療物聯網、交通物流物聯網等等,這些技術都在不斷的發展和進步。


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