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工业物联网数据不同怎么办?

2年前 热度:1044 ℃

导读:工业物联网数据不同怎么办?构建工业物联网设备端所面临的核心问题是如何解决数据的异构性。一般来说,设备端的数据异构性问题比服务端较为突出,且经常不能单纯依靠软件技术来解决。

这里将传感层和传输层合并在一个章节中讲述,主要是这两个层次之间的界限其实是具有一定的模糊性的。正如前面说过的,越来越多的设备将传输层功能作为一个技术模块内置在其中从而成为所谓的智能设备。

1.1数据异构性

所谓“万事开头难”,数据的获取是整个物联网系统业务流程的根本驱动力,在现实中也常常是实施代价最大的部分,常见的原因主要有:

1.1电气信号的异构性

对于需要向非智能设备、传感器、执行器等采集数据的工业网关而言,第一个面临的问题就是与采集对象对接的电气信号是不同的。这些“哑终端”的往往采用的是用于过程控制系统的近场通信技术,比如:各类串口技术、工业总进线技术,甚至更加原始的模拟量或数字量信号点。当然,也不排除有些带有网络功能的智能设备也通过工业网关将数据合并上传。所以,作为传输层的工业网关,首先就要面临对各种电气信号的对接能力。

1.2通信协议的异构性

不同的电气信号接口,其采用的数据通信协议一般是不同的。甚至同样的电气信号接口下,比如各类串口,其表征数据的应用层协议也可能是不同的。作为工业网关为了减轻服务端处理数据的负担,一般来说都要在传输前完成从异构到系统内容易数据协议的转换。

1.3数据数量的异构性

设备端和服务端之间最常见的关于数据数量的失配就是原始数据的缺失。物联网系统的业务往往需要更多角度的数据,但是传统设备的数据信号的设置往往仅仅为了满足过程控制的需要就可以了。比如一台水泵的控制系统,仅仅为了满足水泵的启停和运行工况的变化,而可能不会关注其震动、材料疲劳等问题,因此也就不会部署相应的传感器,也就没有相应的数据。这个时候的解决方式有两种:一种是加装传感器,另一种是根据现有的数据利用某个合理的公式来推测,也就是通过数据整合来在一定的精度下提供所需要的数据。

当然并不能否定数量失配是数据过多,即:物联网服务端可能只需要设备的一个相对宏观的状态,比如是否正常运行还是处于某种故障中,但是现场并没有某个设备可以直接给出表征这种状态的数据,而是需要网关自己根据采集到的多个数据综合判断。

数量的异构性问题,又可成为数据完整性问题。

1.4数据质量的异构性

原始数据还可能有其他的质量上的失配情况,比如时序数据的噪音、采样频率、单位等的不同。

噪音可能来源于最原始的数据源,也可能来源于传感网络中的传输过程,甚至在工业网关内部的电路或不恰当的数据处理引入。比如原始的数据A/D转换过程的电气噪音,时序数据在设备或网关中某个进程间通信的管道的阻塞等等。

对于采样频率的不同,常见的情况是服务端需要的采样频率相对原始数据的频率较低。一般采取再采样的方式来处理。简单的处理方式可以是在网关中利用一个缓存来存放该数据,一个任务不断以来自设备的频率写入该数据的值,而另一个任务以需要发送的频率来读取该设备的值即可。如果对原始数据的确切采集时间有较为严格的要求,可以在读取的任务中根据时间戳来进行适当的插值计算。当然还有的做法是网关上不做任何关于采样频率的处理,而交由服务端来进行,但是这种处理方式,会增加服务端和网络层的压力。

数据单位的不同,一般也称为倍率问题。处理方式相对简单,也就是在工业网关中增加倍率的设置,并自动将每个采集到的数据乘以该倍率后再发送。


工业物联网数据不同怎么办?



物联网平台是什么?

物联网平台并没有一个标准的定义,就如物联网并不是一项新技术,而是已有技术在新情景和新用例中的应用。每一个行业巨头都可以根据自己的业务特点,整合业务和产品线,抽离共性技术、业务流程等重组出一个“业务平台”,并称之为物联网平台。例如,系统服务/软件厂商通过开放开发工具、API来搭建一个AEP平台;工业巨头将某一细分领域的Kown-how数字化并封装成一套解决方案,便能够提供一个工业互联网平台。

当然,一个平台的构建并没有说的那么简单,它是一个系统的工程,需要上下游的资源整合优化,以及根据业务需求和顶层规划进行有逻辑的重组,而不是简简单单的叠加。

基于平台供应商数量众多的现实,大多数的供应商只能提供平台能力的一部分。实际上,这类公司并不能称为物联网平台提供商。如果仅仅提供连接管理或者应用使能这类简单功能,那么只能被称为连接管理平台或者应用使能平台,而不能称为综合性物联网平台。

物联网平台可以干什么:

物联网平台基于IaaS(基础设施即服务)、PaaS(平台即服务)、SaaS(软件即服务)三种云计算服务模型,逐步完善了其功能体系,即ICP(基础设施云服务平台)、CMP(连接管理)、DMP(设备管理平台)、AEP(应用使能平台)、BAP(业务分析平台)等。

关键技术:5G网络

尽管相关的技术还没有完全定型,但是5G的基本特征已经明确:高速率(峰值速率大于每秒20 Gbit,相当于4G的20倍),低时延(网络时延从4G的50ms缩减到1ms),海量设备连接(满足1000亿量级的连接),低功耗(基站更节能,终端更省电)。

5G将渗透到未来社会的各个领域,5G将使信息突破时空限制,提供极佳的交互体验,为用户带来身临其境的信息盛宴,如虚拟现实;5G将拉近万物的距离,通过无缝融合的方式,便捷地实现人与万物的智能互联。5G将为用户提供光纤般的接入速率,“零”时延的使用体验,千亿设备的连接能力,超高流量密度、超高连接数密度和超高移动性等多场景的一致服务,业务及用户感知的智能优化,同时将为网络带来超百倍的能效提升和超百倍的比特成本降低,最终实现“信息随心至,万物触手及”。 物联网是新一代信息技术的重要组成部分,也是“信息化”时代的重要发展阶段。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展,与其说物联网是网络,不如说物联网是业务和应用。

具体有哪些技术?例如农业物联网、工业物联网、医疗物联网、交通物流物联网等等,这些技术都在不断的发展和进步。


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