中国IIoT工业物联网与工业互联网的典型架构

工业互联网

工业互联网不是工业的互联网,而是工业互联的网。它是把工业生产过程中的人、数据和机器连接起来,使工业生产流程数字化、自动化、智能化和网络化,实现数据的流通,提升生产效率、降低生产成本。

从技术架构层面看,工业互联网包含设备层、网络层、平台层、软件层、应用层以及整体的工业安全体系。与传统互联网相比,多了一个设备层。

中国IIoT工业物联网与工业互联网的典型架构
工业互联网架构
  • 设备层负责采集数据和初步计算,执行生产动作;
  • 网络层负责信息的传输与转发;
  • 平台层负责网络、存储、计算等基础设施的编排;
  • 软件层负责工业生产过程的研发设计、生产控制和信息管理等软件的实施;
  • 应用层负责工业互联网的价值体现,在不同的垂直领域、行业内形成解决方案和应用;
  • 工业安全体系对各个工业生产的安全负责,范围涵盖设备的运维更换、网络层面的安全认证、平台软件层面的安全漏洞等。

工业物联网是工业互联网中的「基建」,它连接了设备层和网络层,为平台层、软件层和应用层奠定了坚实的基础。设备层又包含边缘层,总体上,工业物联网涵盖了云计算、网络、边缘计算和终端,自下而上打通工业互联网中的关键数据流。

工业物联网

工业物联网从架构上分为感知层、通信层、平台层和应用层。

中国IIoT工业物联网与工业互联网的典型架构
物联网平台基础架构
  • 感知层主要由传感器、视觉感知和可编程逻辑控制器(PLC)等器件组成,一方面收集振波、温度、湿度、红外、紫外、磁场、图像、声波流、视频流等数据,传送给网络层,到达上层管理系统,帮助其记录、分析和决策,另一方面收集从上层管理系统下发或已经编程好的指令,执行设备动作。
  • 通信层主要由各种网络设备和线路组成,包括具备网络固线的光纤、xDSL,也包括通过无线电波通信的GPRS、3G、4G、5G、WiFi、超声波、ZigBee、蓝牙等通信方式,主要满足不同场景的通信需求。
  • 平台层主要是将底层传输的数据关联和结构化解析之后,沉淀为平台数据,向下连接感知,向上提供统一的可编程接口和服务协议,降低了上层软件的设计复杂度,提高了整体架构的协调效率,特别是在平台层面,可以将沉淀的数据通过大数据分析和挖掘,对生产效率、设备检测等方面提供数据决策。
  • 应用层主要根据不同行业、领域的需求,落地为垂直化的应用软件,通过整合平台层沉淀的数据和用户配置的控制指令,实现对终端设备的高效应用,最终提升生产效率。
  • 感知层与通信层中间有一个网关,网关隔离了终端传感器和控制器与上层网络端口,一方面减少传感器与控制器的业务逻辑复杂度,另一方面减少上层应用对数据协议的解析成本。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。
    总的来说,工业互联网涵盖了工业物联网。工业互联网是要实现「人、机、物」的全面互联,追求的是数字化;而工业物联网强调的是「物与物」的连接,追求的是自动化。工业物联网是物联网和互联网的交叉网络系统,同时也是自动化与信息化深度融合的突破口。

一文看懂工业互联网与工业物联网
物联网平台助力工业互联网