工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)采集與控制技術(shù)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上建立起來的。這種演化是工業(yè)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)將人與人通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，分享各種信息，傳遞各種需求，獲得各種服務(wù)，這是人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展的巨大進(jìn)步。
? ? ? ?但是，這種連接的能力還是非常有限的。因?yàn)槿绻挥腥硕鴽]有機(jī)器的參與，我們應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)的空間不是完整的。只有當(dāng)全球70多億人口和600億臺(tái)左右的機(jī)器都能夠連接在一起的時(shí)候，互聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值才能得到最大程度的彰顯，人類社會(huì)才能完全從體力和腦力勞動(dòng)中徹底解放出來。
? ? ? ?我們今天已經(jīng)步入了“復(fù)雜的工作要用最簡單的方法來處理”的時(shí)代。這就是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的原動(dòng)力，發(fā)展的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，影響這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展速度的一個(gè)重要因素是機(jī)器側(cè)的數(shù)據(jù)采集和云控制技術(shù)問題。事實(shí)上，這就是自動(dòng)化技術(shù)與信息化技術(shù)深度融合的問題。這個(gè)問題處理好了，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展就會(huì)更順利一些。機(jī)器的連接只是手段，能對(duì)機(jī)器的有效管控才是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要目的。

目前，數(shù)據(jù)采集技術(shù)主要受到兩個(gè)方面的制約。一是部分機(jī)器沒有數(shù)據(jù)接口，二是存在大量異構(gòu)的通訊規(guī)范。與此同時(shí)，我們還要考慮到工業(yè)發(fā)展的慣性，不能完全采用新舊技術(shù)徹底更替的辦法來解決這兩方面的問題。所以，工業(yè)社會(huì)必須要有這樣的技術(shù)，在沒有數(shù)據(jù)接口的機(jī)器上能夠增加數(shù)據(jù)接口（包括傳感器），在異構(gòu)通訊規(guī)范之間采用全兼容的數(shù)據(jù)采集技術(shù)。通用網(wǎng)關(guān)是提供這種全兼容技術(shù)的產(chǎn)品。在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系中，通用網(wǎng)關(guān)屬于邊緣計(jì)算的一部分。

? ? ? ?這是與傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)明顯不同的地方。每一種通訊協(xié)議都對(duì)應(yīng)著通用網(wǎng)關(guān)中的一種通訊驅(qū)動(dòng)。一項(xiàng)新的技術(shù)是把通訊數(shù)據(jù)包交給通用網(wǎng)關(guān)中邊緣計(jì)算來處理，以便分解出有效的信息來。這將極大地降低通用網(wǎng)關(guān)的通訊處理開發(fā)成本，提高通用網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)采集的靈活性。邊緣計(jì)算的另一個(gè)用途當(dāng)然是對(duì)采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的處理，以減輕云平臺(tái)的計(jì)算壓力。同時(shí)，多個(gè)邊緣計(jì)算構(gòu)成的霧計(jì)算，也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分。霧計(jì)算的加入，可極大地提升工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的分布計(jì)算能力。
? ? ? ?考慮到互聯(lián)網(wǎng)通訊的不確定性，還需要在通用網(wǎng)關(guān)中增加斷網(wǎng)續(xù)傳的功能，以保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。除此之外，我們還需要關(guān)注數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和同步性問題。這些特性一般能夠通過調(diào)整通訊的請(qǐng)求周期和標(biāo)記數(shù)據(jù)的時(shí)間戳來確定。
? ? ? ?顯而易見，通用網(wǎng)關(guān)是數(shù)據(jù)采集的重要設(shè)備，它在整個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中構(gòu)成了一個(gè)龐大的通訊節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，對(duì)于整個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)行有著非常重要的影響。為此，我們需要一種有效的網(wǎng)絡(luò)工具，用于管理這樣的通訊節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，對(duì)它們的運(yùn)行狀態(tài)，采集數(shù)據(jù)更新，采集周期等狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也能對(duì)相應(yīng)的軟件維護(hù)、節(jié)點(diǎn)參數(shù)、接口配置等進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)整。

云控制是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)很重要的一項(xiàng)功能。但是，目前工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)注點(diǎn)主要集中在數(shù)據(jù)的處理和信息的管理方面。事實(shí)上，由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中云平臺(tái)能夠綜合更多的數(shù)據(jù)，因此它不僅可以對(duì)企業(yè)的管理過程提供重要的決策，而且可以對(duì)機(jī)器的控制過程提供更優(yōu)的指令。

? ? ? ?云機(jī)器人和能源互聯(lián)網(wǎng)都屬于云控制的典型的應(yīng)用。人工智能的技術(shù)需要強(qiáng)大的計(jì)算資源的支持，而這只有在云計(jì)算環(huán)境中才能得到滿足。只有當(dāng)強(qiáng)大的云控制功能和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集功能結(jié)合在一起的時(shí)候，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)才能具有真正強(qiáng)大的支配機(jī)器的能力。
? ? ? ?一般情況下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的云平臺(tái)是按照PaaS架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。云控制可利用這方面的計(jì)算資源，進(jìn)行智能控制、資源調(diào)度、優(yōu)化決策，以及多個(gè)生產(chǎn)過程的協(xié)同作業(yè)等方面的計(jì)算處理，從而為機(jī)器的先進(jìn)控制提供最優(yōu)的設(shè)定值。
? ? ? ?云控制需要解決的關(guān)鍵技術(shù)問題是：互聯(lián)網(wǎng)通訊的不確定性造成的數(shù)據(jù)通訊延遲補(bǔ)償，如何讓復(fù)雜算法的編輯、編譯和基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的動(dòng)態(tài)調(diào)試過程變得更加簡單和直觀。工業(yè)APP提供的可視化能力，也為云控制技術(shù)的工程應(yīng)用提供了有力支撐。另外，云控制需要邊緣計(jì)算的協(xié)同。邊緣計(jì)算一方面為云控制提供數(shù)據(jù)通訊的通道，一方面也為云控制過程提供安全保障。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，云控制將逐步成為工業(yè)領(lǐng)域中最重要的一種生產(chǎn)技術(shù)。

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是生產(chǎn)企業(yè)控制與管理深度融合的重要技術(shù)設(shè)施。數(shù)據(jù)采集和控制是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)連接機(jī)器社會(huì)的重要手段。數(shù)據(jù)采集和云控制技術(shù)的研究與應(yīng)用，將有效消除人們對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的質(zhì)疑，并產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。