Service@aiipc.com
+86-755-29055206

工业物联网(IIoT)与消费类物联网之间的差异

工业物联网(IIoT)与消费类物联网之间的差异

ouyp
2018-03-29 22:51
: 未知
工业物联网是物联网的主要应用领域,各种终端传感器、即时通信技术、互联网技术不断融入到工业生产的各个环节,可以大幅提高制造效率,改善产品质量,降低产品成本和资源消耗,将传统工业生产提升到智能制造的阶段。
真正的工业物联网是什么,IIoT与智能冰箱和空调等面向消费者的应用有什么区别?


四个特点:

全面感知:工业物联网是利用了射频识别技术、传感器、二维码等技术随时获取产品从生产过程直到销售到终端用户使用的各个阶段信息数据。传统的工业自动化系统信息采集,只存在于生产质检阶段,企业信息化系统并不太关注具体生产过程。
互联传输:工业物联网是需将专用网络和互联网相连的方式,实时将设备信息准确无误的传递出去。它对网络极强的依赖性,且要比传统工业自动化信息化系统都更注重数据交互。
智能处理:工业物联网是利用云计算、云存储、模糊识别及神经网络等智能计算的技术,对数据和信息进行分析并处理,结合大数据,深挖数据的价值。
自组织与自维护:一个功能完善的工业物联网系统应具有自组织与自维护的功能。其每个节点都要为整个系统提供自身处理获得的信息及决策数据,一旦某个节点失效或数据发生异常或变化时,那么整个系统将会自动根据逻辑关系来做出相应的调整,整个系统是要全方位互相连通的。


实施的四个阶段:
工业物联网的实施一般包括四个实施阶段:
1、智能的感知控制阶段,即利用基于末端的智能感知技术(传感器、REID、无线传感网络等)随时、 随地进行工业数据的采集和设备控制的智能化;
2、全面的互联互通阶段,通过多种通信网络互联互通手段(工业网关、短距离无线通信、低功耗广域网和OPC UA等)整合信息化共性技术和行业特征,将采集到的数据实时、安全、高效地传递出去;
3、深度的数据应用阶段, 即利用云计算、 大数据等相关技术,对数据进行建模、 分析和优化,实现多源异构数据的深度开发应用,从数据仓库中提取隐藏的预测性信息,挖掘出数据间潜在的关系,快速而准确地找出有价值的信息,有效提高系统的决策支持能力;
4、创新的服务模式阶段,主要利用信息管理、智能终端和平台集成等技术,提供定制服务、增值服务、运维服务、升级服务、培训服务、咨询服务和实施服务等方面,广泛应用于智能工厂、智能交通、工艺流程再造、环境监测、远程维护、设备租赁等物联网应用示范领域,全方位构建工业物联网创新的服务模式生态圈,提升产业价值,优化服务资源。


四大技术体系:
工业物联网技术体系主要以下四块:
1、感知控制技术
主要包括传感器(测量或感知特定物体的状态和变化,并转化为可传输、可处理、可存储的电子信号或其他形式的信息)、射频识别(非接触自动识别技术)、多媒体、工业控制(SCADA系统、DCS和PLC)等, 是工业物联网部署实施的核心;
2、网络通信技术
三大主流技术是工业以太网、短距离无线通信技术、低功耗广域网,核心技术包括时间同步、确定性调度、跳信道、路由和安全技术等,可以使得工业传感器的布线成本大大降低,有利于传感器功能的扩展, 是工业物联网互联互通的基础;
3、信息处理技术
主要包括数据清洗、 数据分析、数据建模和数据存储等,为工业物联网应用的提供支撑;
4、安全管理技术
包括加密认证、防火墙、入侵检测等,是工业物联网部署的关键。



消费物联网VS工业物联网 核心差异

1.工业物联网设备必须具备工业级强度
你的FitBit手环可能偶尔会溅上雨滴,亚马逊Dash按钮也很可能与它们追踪的产品接触,但是部署于工业领域的传感器却需要能够在消费者平时很难接触到的环境中工作。
它们的工作环境往往面临极端考验,包括极端的温湿度、高度的腐蚀性等(比如排水沟这样的废水处理基础设施)。
此外,测量水、油等液体的内联工业物联网传感器通常需要被浸没在它们所测量的液体当中。这类设备需要达到IP68认证所规定的苛刻的行业防水标准。
还有,工业物联网设备还需要通过防爆认证以证明他们可以承受爆炸和易燃环境。


2.工业物联网系统必须具备可扩展性
在数百公里的范围内部署数百个中央节点和端点来构建复杂的水质监测系统要比那些最复杂的家用自动化项目还要复杂得多。
由于工业物联网系统具有数以亿计的数据点,因此不得不考虑将信息从传感器传输到最终目的地的方法,通常是需要一个工业控制系统——如SCADA(监视控制和数据采集)这样的平台。
为了避免这些集中式数据系统不堪重负的运行,工业物联网的制造商们正在把精力放在硬件设计上,一些新型硬件可以直接在设备层面进行初步分析,而不是在基于云的服务器上运行程序(一种被称为边缘计算或雾计算的新方法)。
而消费物联网会天然倾向于涉及较少的设备和数据点。因为减少了数据吞吐量,所以自然不必担心中央服务器的问题。


3.工业物联网设备具有独特的通信和电力需求
工业物联网的传感器通常会被安装部署在难以进行物理访问的偏远地区。这些基础设施可能位于地表以下(例如,石油和天然气设施),或在高地势地区(例如,在水库中),或是近海区域(例如,油井),甚至是在偏远的沙漠中(例如,气象站)等等。
如果派遣技术人员去检查这些资产是非常困难并且成本高昂的。因此为了尽可能减少实地考察的次数,就需要设计出由工业级电池支持的工业物联网设备,以便长时间使用。
工业物联网独特的低功耗、低带宽的需求,推动了一系列新兴网络技术的发展,比如低功耗广域网中的NB-IoT,现在已经成为将这些设备连接到中央服务器的主要手段。
供应商必须精确的按照物联网设备需求来进行设计,像蜂窝网络(提供高带宽,但是耗电大)和WiFi、蓝牙(不可扩展性)等连接协议根本无法应对工业领域的挑战。
为了提供最大可能的通信冗余,必须要配置既能支持特定物联网通信技术又能支持像wifi和蓝牙这样传统网络通信技术的网关。然而把这些功能集成在统一设备上对硬件工程师来讲是一个很大的挑战。
由于工业控制十分关键,再加之操作员不易对设备进行物理访问,所以工业物联网设备经常需要完全的远程控制。远程控制不但能最小化响应时间,还能通过内置的监视时钟来确保系统在出现故障时重新启动。
而消费级产品通常位于易访问的地方,因此通常可以使用固定的电源或传统的、消费者级的电池。


4.工业物联网必须满足工业物联网安全标准
网络安全是物联网面临的一个重要挑战,根据惠普的研究数据,70%的常用物联网设备都存在漏洞。
入侵用户的智能家居设备可能会对其个人隐私产生重要影响,如果黑客能够获得某个消费者家中的实时视频信息,那后果简直不堪设想。然而,网络入侵发生在本地的例子还有很多。
如果同样的命运降临到工业物联网系统上,那么潜在的影响将更为严重——因为这些系统通常会将传感器连接到发电厂和水质管理设施等关键基础设施资源上。
因此,对于工业物联网来讲,在正式安装部署之前,必须满足更严苛的网络安全要求。
工业物联网还涉及集成信息技术(IT)和操作技术(OT)系统,比如PLC控制器,这是网络安全的最佳实践之一。
相比之下,消费物联网系统只需要在消费级设备上与相对简单的控制机制进行交互即可。


5.工业物联网的解决方案必须精细
与智能洗衣机等大众市场的物联网产品不同,工业物联网解决方案通常需要被贴牌(OEM),并根据购买方的具体使用要求进行定制。
鉴于此,工业物联网技术通常可以通过允许高度定制和与其他软件系统的集成等多种方式获得,包括API或平台即服务(PaaS)产品。
因此相比之下,面向消费者市场的应用程序在定制和功能方面往往相对有限。


6、相比于物联网在多个领域应用,工业物联网主要侧重于工业生产
物联网应用非常广泛,例如智能交通、智慧物流、智能医疗、智慧电力等,主要工作原理都是从底层的感知到中层的传输以及末端的应用。物联网具有海量的设备连接,在分布广泛的场景下,对无线网络的覆盖范围、终端设备的功耗密切相关。而工业物联网,是指物联网在工业领域的应用。工业物联网具有一般物联网的特征,然而又非普通物联网应用,设备之间的互联互通需要极低的时延、极高的可靠性,对时延和可靠性具有极高的指标要求,需要为用户提供毫秒级的端到端时延和接近100%的业务可靠性保证。尤其在数据通信领域,工业物联网的低功耗、广覆盖、低时延、高可靠要求,其对技术升级要求远高于一般物联网。


7、相比于工业互联网追求数字化,工业物联网更加强调自动控制
工业互联网是在2013年6月由美国的GE公司提出,目标是升级那些关键的工业领域。工业互联网未来的发展战略,是要将工业与互联网在设计、研发、制造、营销、服务等各个阶段进行充分融合,以提高整个系统运行效率。工业互联网实际就是整个工业过程互联网化,重点强调的是企业信息的数字化。而工业物联网不仅包括传统的软件要素,还包括硬件传感器、云服务平台和智能控制等。工业物联网除了要求数字化之外,更侧重于制造和运营的自动化和智能化,尤其是作为工业物联网核心的工业大数据的采集和处理,最终实现智能制造。


8、相比于工业4.0强调发展阶段,工业物联网是智能制造的实现途径
“工业4.0”是以智能制造为主导的第四次工业革命,旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统相结合的手段,将制造业向智能化转型。工业4.0的四个主要特征包括:智能系统的垂直整合;全球价值链网络的水平整合;集成的产品生命周期管理;新技术和现有技术的结合。“工业4.0”强调的是方法论,它指明了工业发展的阶段,同时指出在接下来的一段时间制造业的发展方向是智能化。而工业物联网,则是“工业4.0”实现的具体方式和抓手,要想实现智能制造,达到工业生产的个性化与定制化,必须借助于万物互联的工业物联网。

总之,尽管消费物联网和工业物联网都将物理设备连接到互联网上,但它们在很多方面存在显著的不同。
从开发和商业推广的角度来看,它们越来越像是一个平行的生态系统,有明显的重叠,但也有显著的差异、有不同的参与者和创新性。
区分工业物联网和消费物联网的一些最突出的特征是,工业物联网需要更加坚固的硬件设备,有对连接性能和电源能力的独特要求,以及更高的安全标准和更个性化的定制要求