IoT時(shí)代，要實(shí)現工業(yè)設備中多屏、移動(dòng)的人機交互，構建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構，基本需要這幾個(gè)主要部分：
- 具備感知的現場(chǎng)設備（傳感器或者智能設備）
- 從現場(chǎng)到網(wǎng)關(guān)的信號通路
- 現場(chǎng)設備自帶總線(xiàn)端口
- 或者通過(guò)控制器中轉
- 接入 internet 的網(wǎng)關(guān)接口，作為從現場(chǎng)到云服務(wù)的數據通道
- 基于 internet 的云服務(wù)器
- 客戶(hù)端用戶(hù)界面 UI（User Inerface）
我們基本上可以認為這是一項橫跨“工業(yè)自動(dòng)化”和“互聯(lián)網(wǎng) IT”的系統集成，這其中包含了從工業(yè)控制、現場(chǎng)總線(xiàn)、互聯(lián)網(wǎng)、通訊、數據庫、服務(wù)器、軟件乃至大數據分析等多項復雜技術(shù)領(lǐng)域。
現狀
這兩年，隨著(zhù)工業(yè)4.0和中國制造 2025 的推進(jìn)，各種工業(yè)IoT和遠程服務(wù)類(lèi)產(chǎn)品層出不窮、方興未艾，但如果我們仔細觀(guān)察就不難發(fā)現，目前大部分的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案仍然是非?；诂F有傳統自動(dòng)化系統和架構的。
首先，IoT的基礎之一，就是最后一個(gè)字母所代表的 “Things”，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的“萬(wàn)物”當然就是現場(chǎng)的傳感、設備和各類(lèi)智能部件了，而目前這些工業(yè)設備 I/O 組件主要都是由各大自動(dòng)化產(chǎn)品公司提供的，同時(shí)這些產(chǎn)品設備之間的連接更多的是傾向于使用各自的自動(dòng)化系統總線(xiàn)。也就是說(shuō)，現在現場(chǎng)設備與“云端”的聯(lián)結仍然需要先借道現場(chǎng)總線(xiàn)，然后在通向云端時(shí)借助網(wǎng)關(guān)將設備系統接入互聯(lián)網(wǎng)。
所以，基于這樣的現實(shí)，現在我們看到的很多“遠程”“IoT”解決方案，通常提供的都是一套可以與現有自控系統配套的網(wǎng)關(guān)與其背后的云端服務(wù)器，實(shí)現將設備中現有運行數據傳送到云端服務(wù)器并進(jìn)行結構化存儲的功能，注意粗體字部分的“現有運行數據”，就是說(shuō)搭建這樣一套“IoT”系統的前提是必須有設備控制系統，并且控制器和總線(xiàn)都得是這個(gè)網(wǎng)關(guān)“認識”的。
另外，就目前看來(lái)，很多的“遠程”“IoT”產(chǎn)品，基本上解決了從設備現場(chǎng)到云端的數據傳輸和存儲的功能，但對于信息和數據的展示，尤其是在移動(dòng)端的展示和人機交互，盡管某些廠(chǎng)家的確提供了客戶(hù)端展示功能，但往往都是基于標準界面的頁(yè)面展示和基本功能交互，行業(yè)深度仍然不夠，當然就更談不上什么大數據分析了。如果要基于應用場(chǎng)景展示數據圖表，需要比較深度的客戶(hù)端開(kāi)發(fā)，而這往往并非這些服務(wù)提供商提供的常規服務(wù)。
所以，對于目前市面上的工業(yè)“IoT”產(chǎn)品和服務(wù)的認識基本可以這樣看：
- 使用通用的工業(yè)設備的 I/O 組件
- 需基于本地設備控制系統的集中數據采集并預存儲
- 需借助通用網(wǎng)關(guān)接入互聯(lián)網(wǎng)，將本地控制系統數據發(fā)送至云端二次存儲
- 云存儲與數據呈現需單獨進(jìn)行二次深度開(kāi)發(fā)
問(wèn)題
正如本文開(kāi)頭所說(shuō)，這是一項橫跨“工業(yè)自動(dòng)化”和“互聯(lián)網(wǎng) IT”的系統集成，因此，要實(shí)現并達到完整的IoT物聯(lián)網(wǎng)使用體驗，對工業(yè)制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，第一個(gè)問(wèn)題就是要面對來(lái)自不同技術(shù)領(lǐng)域的多個(gè)供應商，而這些供應商可能來(lái)自工業(yè)控制、現場(chǎng)總線(xiàn)、互聯(lián)網(wǎng)、通訊、數據庫、服務(wù)器、軟件...等等方面。這其實(shí)對我們目前的制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，無(wú)論從成本、管理和技術(shù)能力等各方面來(lái)說(shuō)，都是不小的挑戰。
同時(shí)，當下IoT產(chǎn)品大部分是要依賴(lài)設備控制系統和現場(chǎng)總線(xiàn)實(shí)現數據連接的，這其實(shí)讓工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用難度和門(mén)檻增加了不少。比如，如果我們的設備現場(chǎng)沒(méi)有完整的控制系統和現場(chǎng)總線(xiàn)，甚至連控制器都沒(méi)有，是否還需要先做控制系統集成再升級到物聯(lián)網(wǎng)呢？再比如，如果云端需要的數據，在現有控制系統中沒(méi)有對應的運行數據，必須先重新配置設備控制系統，可能要包括從現場(chǎng)設備（如傳感器）布置、接線(xiàn)到參數調整一系列工作，這些工作交給這些IoT的服務(wù)商靠譜么？
IoT過(guò)度依賴(lài)于設備控制系統，大量決策信息與設備控制信息并行其實(shí)對控制器提出了極高的挑戰，尤其是未來(lái)的IoT系統將承載大量可能與控制無(wú)關(guān)的現場(chǎng)感知信息，而這些信息對控制系統而言，可能并不是必須的。
另外，這樣的IoT系統需要通過(guò)本地總線(xiàn)、交換機、控制器和網(wǎng)關(guān)等多個(gè)步驟才能實(shí)現現場(chǎng)與云端的數據連接，涉及的軟硬件等中間環(huán)節非常多，因此維護運營(yíng)成本自然也是較高的。
其實(shí)，從目前IoT的市場(chǎng)現狀看，我們現在市面上能看到的大部分“遠程”“IoT”解決方案，都僅僅實(shí)現了將傳統工業(yè)控制系統與“云”的聯(lián)通，但事實(shí)上聯(lián)通的體驗還有很大需要提升的空間；并且僅以現有標準產(chǎn)品組合，是很難滿(mǎn)足制造行業(yè)的復雜多變的應用需求的。
需要
當下需要解決的并不是IoT能不能實(shí)現“萬(wàn)物互聯(lián)”的問(wèn)題，而是關(guān)于如何幫助用戶(hù)獲得一個(gè)簡(jiǎn)單易用和恰到好處的IoT解決方案、并提升整體應用體驗的問(wèn)題?；蛘哒f(shuō)目前很多制造企業(yè)所需要的IoT產(chǎn)品和服務(wù)，應該具備能夠幫助企業(yè)實(shí)現簡(jiǎn)化和優(yōu)化設備聯(lián)接與信息互通的一些特質(zhì)。
1. 來(lái)自單一IoT系統供應商的一站式IoT系統集成服務(wù)。
用戶(hù)需要這樣的單一IoT系統提供商，不僅有從現場(chǎng)到云端的一整套IoT軟硬件產(chǎn)品組件，同時(shí)能基于這些產(chǎn)品提供完整的IoT解決方案。這一點(diǎn)我們倒是可以借鑒一下工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域系統應用的經(jīng)驗，在很多行業(yè)早期開(kāi)始引入自動(dòng)化系統時(shí)，自動(dòng)化產(chǎn)品廠(chǎng)商基于自身產(chǎn)品系統架構為行業(yè)用戶(hù)提供 Turn Key 的自動(dòng)化系統集成服務(wù)，成為自動(dòng)化系統提供商，而后來(lái)隨著(zhù)行業(yè)應用的成熟和發(fā)展，逐漸出現各個(gè)行業(yè)的基于各大自動(dòng)化產(chǎn)品架構的系統集成商。同樣，現在的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)也需要能夠提供完整IoT產(chǎn)品的供應商，同時(shí)扮演系統提供商的角色為用戶(hù)提供一站式的IoT系統集成服務(wù)，未來(lái)隨著(zhù)工業(yè)IoT的逐步進(jìn)化，應該也會(huì )涌現出一批基于標準平臺的工業(yè)IoT系統集成商。
2. IoT系統的搭建和數據的聯(lián)通，應能夠不依賴(lài)于已有的控制系統和現場(chǎng)總線(xiàn)
對于應用現場(chǎng)控制系統基礎較薄弱或者根本不具備本地控制系統的場(chǎng)合，IoT系統提供商應能夠幫助用戶(hù)實(shí)現數據的現場(chǎng)設備埋點(diǎn)以及搭建本地與云端的數據交互通道。
對于已有控制系統的現場(chǎng)，不僅需能夠提供靈活埋點(diǎn)和云端數據連接，同時(shí)應能夠與現有的本地系統聯(lián)通并實(shí)現數據對接，這就要求IoT系統提供商，不僅僅能像傳統IoT服務(wù)那樣提供與通用工業(yè)系統對接的標準網(wǎng)關(guān)接口，同時(shí)有能力針對非標或者特殊領(lǐng)域的系統進(jìn)行網(wǎng)關(guān)接口的訂制開(kāi)發(fā)。
3. 扁平化的IoT系統架構。
也就是說(shuō)，從云端到現場(chǎng)的數據交互，應盡可能的減少中間環(huán)節。這樣就可以幫助用戶(hù)減少大量系統運營(yíng)和維護時(shí)間和成本。
與其說(shuō)這些是對未來(lái)IoT產(chǎn)品和服務(wù)提出的需求，倒不如說(shuō)是對IoT系統服務(wù)商能力上提出的挑戰。面對這樣的需求，短期內，我們將必然需要專(zhuān)業(yè)的IoT系統提供商“Turn Key”式的服務(wù)，用戶(hù)可根據自身應用狀況，菜單式訂制一站式IoT服務(wù)，而供應商針對用戶(hù)需求，量身定制專(zhuān)屬的物聯(lián)網(wǎng)系統；而從中長(cháng)期看，隨著(zhù)行業(yè)發(fā)展的成熟，垂直行業(yè)將會(huì )出現一些“資深”的IoT系統集成商（或開(kāi)發(fā)者），此時(shí)IoT系統產(chǎn)品提供商的模式將從 Turn Key 模式轉變?yōu)椤捌脚_化”運營(yíng)模式，為IoT系統集成商、各類(lèi)服務(wù)商和用戶(hù)提供優(yōu)質(zhì)的IoT產(chǎn)品，不斷迭代和優(yōu)化IoT系統平臺，提升用戶(hù)開(kāi)發(fā)與運維的應用體驗。
進(jìn)化ing
記得去年這個(gè)時(shí)候，Elco曾經(jīng)發(fā)布過(guò)一款名為 Spider67 Mobile 的無(wú)線(xiàn) I/O 產(chǎn)品，讓大家產(chǎn)生不少I(mǎi)oT猜想。
它已經(jīng)可以通過(guò)內置的、接入 internet 的網(wǎng)關(guān)將現場(chǎng)的 I/O 信號與其背后的云端進(jìn)行數據交互，就是說(shuō)通過(guò) Spider67 Mobile 和其所基于的ElcoCloud云平臺搭建的IoT集成系統，已經(jīng)不需要依賴(lài)于設備現場(chǎng)總線(xiàn)和控制系統了。
不過(guò)，這款讓大家產(chǎn)生不少I(mǎi)oT猜想的標準產(chǎn)品，僅僅是一個(gè)開(kāi)始。為了打造更完整的系統和靈活多樣的產(chǎn)品組合，從而不斷滿(mǎn)足用戶(hù)的工業(yè)IoT的各種需求和提升應用體驗，Elco方面近期對 Spider67 Mobile 和ElcoCloud有了全新的戰略布局，發(fā)布了其全新的“基于ElcoCloud的IoT集成開(kāi)發(fā)解決方案及服務(wù)”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Elco-IoT），而 Spider67 Mobile 其實(shí)只是Elco整個(gè)IoT集成系統中的一環(huán)。
從Elco-IoT提供的產(chǎn)品范圍看，Elco-IoT提供的產(chǎn)品包含了：
- 標準IoT芯片級網(wǎng)關(guān)、標準現場(chǎng)網(wǎng)關(guān)接口、Spider67 Mobile等標準硬件產(chǎn)品
- 云端數據存儲、歸檔、追溯
- 客戶(hù)端界面展示模版與開(kāi)發(fā)服務(wù)
加上我們知道Elco原本就是可以提供工業(yè)傳感器等現場(chǎng)級工業(yè)組件的，所以，事實(shí)上，與傳統的工業(yè)IoT等遠程產(chǎn)品服務(wù)僅提供從網(wǎng)關(guān)到云端的數據聯(lián)接不同，這樣一個(gè)系統已經(jīng)有能力打通現場(chǎng)感知、數據采集、網(wǎng)關(guān)接口、云服務(wù)器、用戶(hù)界面 UI 這 5 個(gè)IoT系統基本要素了。
網(wǎng)絡(luò )架構方面，Elco-IoT既可以通過(guò)其基于現場(chǎng)總線(xiàn)的網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品實(shí)現設備與云端的數據互通，也可以借助 Spider67 Mobile 這樣的產(chǎn)品直接將現場(chǎng)感知信號同步到云端，并經(jīng)過(guò)數據分析后將信息展示到客戶(hù)端。這對于很多正在運行使用中的設備進(jìn)行IoT升級是有著(zhù)重大意義的，因為這基本不需要對設備原有系統進(jìn)行任何修改，也不會(huì )影響設備正常的生產(chǎn)運行。當然，能夠這樣直接將現場(chǎng)數據發(fā)送至云端，整個(gè)IoT系統也是非常扁平、簡(jiǎn)潔的。
為用戶(hù)提供基于上述自身IoT產(chǎn)品的、一站式的IoT交鑰匙項目解決方案，成為一個(gè)IoT的系統提供商，有可能成為Elco-IoT現階段比較有效的一種服務(wù)方式，因為目前大部分用戶(hù)的IoT技術(shù)集成能力并不強，并且市場(chǎng)上也很難找到比較成熟的IoT系統集成商；
但根據Elco-IoT的產(chǎn)品范圍中的 Spider67 Mobile 和標準IoT芯片級網(wǎng)關(guān)，可以推測出Elco-IoT的另一種服務(wù)，就是基于標準IoT芯片級網(wǎng)關(guān)技術(shù)，為設備或產(chǎn)品制造商提供產(chǎn)品IoT化的定制開(kāi)發(fā)。這并不難理解，因為 Spider67 Mobile 本身就是一款集成了標準IoT芯片級網(wǎng)關(guān)的現場(chǎng) I/O 產(chǎn)品，那么掌握了芯片級的網(wǎng)關(guān)技術(shù)，還有什么產(chǎn)品不能被IoT化呢？
前者，提供IoT系統的 Turn key 服務(wù)，更多的是身先士卒對自身IoT技術(shù)和系統的示范和驗證；而后者，產(chǎn)品IoT化的定制開(kāi)發(fā)，則將有機會(huì )幫助Elco-IoT走向平臺化運營(yíng)，讓更多用戶(hù)受益于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的便利。
此外，宜科在此次Elco-IoT的發(fā)布中對其安全技術(shù)的架構做了比較詳細的介紹，如上圖所示，不僅在網(wǎng)關(guān)數據采集和傳輸通道采取了多種安全措施，比如網(wǎng)關(guān)密匙、加密算法、設備認證等等，同時(shí)在后臺的數據存儲、乃至客戶(hù)端展示用的 API 數據接口也有很完備的數據安全部署。拋開(kāi)具體技術(shù)細節不談，僅從這樣的系統安全架構看，采用的是目前非常成熟可靠的數據安全技術(shù)手段，同時(shí)安全模塊的部署也已經(jīng)非常全面細致了。
如果說(shuō)此前引起我們注意的，僅僅是一只讓我們產(chǎn)生不少I(mǎi)oT猜想的 Spider，那么從現在開(kāi)始，我們有必要關(guān)注一下這只 Spider 正在織起的IoT網(wǎng)。
