在工业物联网的浪潮中,无线通信技术的飞速发展为其广泛应用奠定了坚实基础。物联网作为一种革命性技术,首次由Kevin Ashton于1998年提出,其核心理念是通过将各种事物或对象连接到互联网上,以实现人人互联、物品智能化。目前,物联网在智能家居、医疗保健、交通和环境等多个领域取得了显著成效,而在工业领域,它带来了前所未有的变革,形成了工业物联网(IIoT)的概念。
IIoT系统不仅收集和分析大量数据,还用于改善工业流程和提供服务,同时大幅降低成本和提高效率。在工业化信息化不断深入的过程中,不同学术界与产业界提出了诸如智能制造等相关术语,这些术语背后都蕴含着使用先进技术,如物联网、5G、大数据分析等来优化工业过程的核心思想。
(一)Industrial Internet of Things:定义与特征
Industrial Internet of Things(IIoT)是一种高级别、高度连接且高度自动化的网络,它通过实时监控、高效管理来控制整个生产流程,从而实现高产出和运营成本的大幅减少。作为物联网的一个子集,IIoT需要更强大的安全性、可靠通信处理能力以及控制功能,以确保整个生产流程的连续性和稳定性。
(二)Key Technologies in IIoT
IoT Devices: 作为最基础组件,在全球范围内跟踪工厂状态,并显著减少人工成本及手动管理环节。
Blockchain Technology: 在保证数据安全性的同时,为设备固件更新与访问控制提供支持,是解决跨越不同实体共享重要数据挑战的一种有效方式。
Cloud Computing: 为处理巨量数据提供计算资源,使得所有设施直接连接至云平台。
Big Data Technology: 处理庞大数据流并进行复杂的大规模计算以提升决策质量。
Artificial Intelligence (AI) & Cyber-Physical Systems (CPS): 使系统更加自主运行并提高效率;促进板载嵌入式传感器执行器之间协作工作。
Augmented Reality (AR) & Virtual Reality (VR): 在复杂操作中辅助工人,并对配置及重新配置进行可视化以缩短停机时间。
(三)Challenges in Industrial IoT
面临着异构性、互联互通问题,以及如何平衡安全隐私需求与扩展灵活性的挑战。这些挑战限制了其应用潜力,也是未来研究重点方向之一。