根據(jù)國際電信聯(lián)盟提出的基本定義,物聯(lián)網(wǎng)在技術(shù)架構(gòu)上可分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層,還有負責信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ǖ?,我們也可以將其算作傳輸層。當然,對于服?wù)于工業(yè)領(lǐng)域的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)來說,這些傳統(tǒng)架構(gòu)必不可少,但工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)的一個分支領(lǐng)域,其內(nèi)部架構(gòu)以專用網(wǎng)絡(luò)和儀器儀表為基礎(chǔ)進行構(gòu)建,其自身的體系和技術(shù)也與傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)不盡相同。單從體系結(jié)構(gòu)而言,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)具有如下技術(shù)特點:
嵌入式
嵌入式技術(shù)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù),它是將無任何“意識”和“感知”的物體實現(xiàn)智能化的關(guān)鍵,該屬性使物體具有了根據(jù)外部環(huán)境自動變化的適應(yīng)能力。
嵌入式的主要技術(shù)特點就是將軟件和硬件相融合,利用了嵌入式CPU的小體積、低功耗、高集成度以及軟件的效率高、可靠性好等特點,綜合了智能機器人技術(shù),推動工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)智能環(huán)境。
嵌入式系統(tǒng)的硬件由嵌入式CPU、總線設(shè)備和存儲器組成,可以在工業(yè)設(shè)備的終端嵌入各式各樣的智能傳感器,并采集和分析相關(guān)數(shù)據(jù)。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)用到的傳感器包括溫度傳感器、速度傳感器、光學傳感器和壓力傳感器,嵌入式系統(tǒng)的軟件包括文件系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、圖形客戶端接口等,軟件的嵌入也成為固件技術(shù)。固件是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)最基本的工作軟件,決定著硬件設(shè)備是否能正常運行,也影響著工業(yè)設(shè)備的性能和功能。
高度異構(gòu)
在廣義上講,工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)之間結(jié)構(gòu)差異非常大,也就是高度異構(gòu)性,這和傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)重復(fù)化截然相反。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中,每個不同領(lǐng)域的企業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中都包含著方面的不同數(shù)據(jù),比如工程坐標、溫度、物理尺寸、濃度、酸堿度和各種繁雜的企業(yè)運營和管理數(shù)據(jù)等。而且由這些數(shù)據(jù)組成的數(shù)據(jù)庫之間也存在著異構(gòu),因為運行這些數(shù)據(jù)庫的設(shè)備各不相同,包括大型服務(wù)器、小型機、個人電腦、工作節(jié)點和嵌入式主機等。此外,支撐各個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的操作系統(tǒng)也有異構(gòu)現(xiàn)象,如貝爾實驗室的UNIX系統(tǒng)、微軟的Windows NT以及UNIX的克隆系統(tǒng)LINUX??傊?,不同廠商的系統(tǒng)都可以加入進來。
其實,數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)本身也存在著異構(gòu),如基于關(guān)系型數(shù)據(jù)系統(tǒng)的甲骨文服務(wù)器或者是結(jié)構(gòu)化查詢語言服務(wù)器等。當然,也可以是不同數(shù)據(jù)集合的數(shù)據(jù)庫,例如,函數(shù)型、面向?qū)ο?、層次、網(wǎng)絡(luò)、模型和關(guān)系異構(gòu)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。簡而言之,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的實時數(shù)據(jù)、關(guān)系型數(shù)據(jù)和媒體數(shù)據(jù)共同存在,公用和專用網(wǎng)絡(luò)也是共存,其內(nèi)部的行業(yè)、企業(yè)以及其他領(lǐng)域都有高度的異構(gòu)性。
數(shù)據(jù)龐大
相對于傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng),工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所設(shè)計的范圍更加廣闊,跨越了多種企業(yè)、行業(yè)和領(lǐng)域,其中包含的數(shù)據(jù)量要遠遠大于傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)。迄今為止,越來越多的企業(yè)需要操作大量的數(shù)據(jù),例如,統(tǒng)計部門的數(shù)據(jù)整合、水利部門的水文數(shù)據(jù)和氣象部門的氣象數(shù)據(jù)。這些部門處理的數(shù)據(jù)量超出了我們的想象,這就決定了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所包含的數(shù)據(jù)量要遠遠大于傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),它不僅包括各種報表數(shù)據(jù)、文字、聲音、圖像和各種空間數(shù)據(jù),還包括超文本等各種文化和環(huán)境數(shù)據(jù)信息。此外,目前的大部分工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)多為類型繁瑣的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),這就決定了商務(wù)智能建設(shè)和數(shù)據(jù)分析的復(fù)雜性。
隨著信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,企業(yè)非結(jié)構(gòu)化以及類型復(fù)雜的數(shù)據(jù)日益增多。據(jù)統(tǒng)計,非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)有80%以上都存在于社交網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和電子商務(wù)行業(yè)之中,因此,大數(shù)據(jù)是物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的一個明顯特征。
安全需求高
和傳統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用相比,基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的企業(yè)往往有著更高的技術(shù)要求和經(jīng)營風險,當然,利益回報也較高。在利益的誘惑下,很多黑客打起了盜取物聯(lián)網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的主意,因此,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)尤其注重的就是安全問題。在網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)、智能化設(shè)備排查漏洞、隱私保護和安全管理等方面,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的標準明顯要高于傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng),很多研究團也都在嘗試對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)邏輯結(jié)構(gòu)進行重新分層和組合,以便建立更加穩(wěn)定、安全的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。