细数推动工业物联网快速发展的技术介绍

研究机构数据表明，到2025年全球物联网（IoT）市场将超过9000亿美元。如果你对这个数字概念不是很清楚，那么在此正好有一个参考数据。当前智能手机市场发展迅猛，几乎人手一部，到2020年全球智能手机市场规模为3550亿美元，数据让我们直观地感受到物联网市场的庞大。毫无疑问，随着NB-IoT、LoRa以及5G技术的推进，物联网市场将逐步打开，巨大的风口将造就更多巨头企业。在工业领域，物联网将重塑产销格局，市场将面临一次新的洗牌。

工业物联网（IIoT）将智能机器或特定类型的设备与嵌入式技术和网络通信技术结合起来，融入到工业生产过程各个环节。通过增强机器之间的互联互通以及机器和系统之间的协同一致，从而进行大数据收集和分析，达到提高制造效率、改善产品质量、降低产品成本和资源消耗的目的，最终实现将传统工业提升到智能化的新阶段。

工业物联网作为工业互联网的核心领域，其初衷是为了实现物物相连。从应用形式上，工业物联网的应用具有实时性、自动化、嵌入式、安全性和信息互通互联性等特点。

那么，要实现工业设备之间的互联通信和协同作战需要哪些技术呢？

自动化

在2017年收尾之际，e－works特别组织资源围绕当前企业的工业物联网实施及应用情况进行全面摸底调查，结果表明机械机电、汽车及零部件、电子电气分别位列前三甲，共计占比超过一半，达到51.83％。从行业样本分析，三大行业是当前工业物联网应用较为成熟的行业，它们的自动化程度在整个工业领域处于领先地位。这让我们认识到，工业物联网要想快速充分的发展离不开自动化技术。

e－works特别组织资源调查结果

工业物联网的愿景是实现工业智能化，因此产品生产和销售就要突破人力的局限性，要更高效、更精准，这离不开自动化技术的辅助。工业自动化控制系统主要包括3个层次，分别是设备层、控制层、以及信息层。而正如我们所知，通常物联网在结构上也分为应用层、感知层和网络层三个部分。从结构上看，工业物联网和工业自动化近乎平行同步。但是，工业自动化绝不同等于工业物联网，传统的自动化技术缺乏自寻优、自处理和自学习等能力，建立在确认的工业场景里面，只能处理单一的工作任务。结合e－works特别组织资源的调研结果，工业自动化几乎可以被认为是工业物联网的必要不充分条件。

传感技术

从业者认为，正如眼睛、鼻子、耳朵和皮肤在人体中的作用一样，传感器在物联网硬件中充当一个从外界接受信息的角色。这句话让我们清楚地认识到，如果没有传感器，物联网概念就是一个伪命题，是一个只能停留在理论层面的“科学骗术”。

传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。从功能上来说，工业传感器分为光电、热敏、气敏、力敏、磁敏、声敏、湿敏等不同类别。相对于民用来说，工业环境对传感器的要求更高，应用的场景更为复杂多变。作为物联网底层的关键，传感器在智能工业建设中可以说是无所不在。

当然，工业物联网的快速发展也推动了传感器的革新，比如智能传感器的出现。在工业生产中，传统传感器无法对某些产品质量指标，如黏度、硬度、表面光洁度、成分、颜色及味道等，进行快速直接测量并在线控制。基于这样的需求，智能传感器应运而生，它可直接测量与产品质量指标有函数关系的生产过程中的某些量，如温度、压力、流量等，利用神经网络或专家系统技术建立的数学模型进行计算，可推断出产品的质量。

软件编程

随着越来越多的企业开始部署工业物联网，这可能导致公司的IT（计算机软件技术）部门与OT（操作技术）部门更紧密的协作。当前，物联网平台目前数量众多，在工业领域则以工业云为主。工业云平台指的是工业领域的云平台，包括了IAAS（基础设施服务化）、PAAS（平台服务化）、SAAS（软件服务化）三个层面，随着越来越多的巨量级设备接入，物联网平台的设备接入能力、应用环境复杂度、用户多元化等问题将随之而来，协议统一并且拥有通用的开发环境显得尤为重要。在未来，联接灵活、扩展性出色、安全可靠、应用开发友好的物联网平台会更容易在竞争中胜出。

网络通信

随着工业物联网进程的推进，通信能力增强的需求将愈加明显。在5G时代到来之前，物联网需要的网络类型主要分为两种。一种是低功耗、短距离、高带宽类型网络，主要包括Wi-Fi、蓝牙和ZigBee，应用在物与物的连接中；另一种是低功耗、长距离、低带宽类型网络，主要包括LoRa、SigFox和NB-IoT，应用于基站网络搭建。

之所以将5G作为分水岭，因为5G时代的物联网和4G时代相比将产生革命性变化。当下，不管是工业物联网还是其他类型的物联网，如果要使用4G网络发送数据会产生很高的成本，功耗也会成为大问题。5G网络的出现将彻底改变这一痛点，物联网将会达到超低时延、高效连接、低成本、低功耗、高可靠性、全地域覆盖，并且有望解决掉运营商级物联网搭建协议不统一问题。总结而言，5G时代的物联网将彻底重塑和改变我们的世界。

人工智能（AI）

物联网就是通过传感器让人类感知世界，获取数据。就工业领域而言，当前系统获取的数据量已经超出人类处理的范围，在工业物联网的执行层面我们可以依靠高度自动化，但是在数据筛查和处理中，我们更需要的是人工智能。

分析机构和从业者一致认为，人工智能和物联网将深度融合，人工智能可以最大化物联网带来的价值，而物联网能为人工智能提供所需的大数据信息，只有它们被同时使用，才能同时实现人工智能和物联网的利益及优势。因此，不管是工业物联网还是其他领域的物联网，引进人工智能技术都是大势所趋。

边缘计算

工业物联网对于稳定性和可靠性的要求极高，不可能事无巨细都交给网络传输处理，在一些需要实时处理的工业作业中，边缘计算的重要性不言而喻。边缘计算是工业物联网实施的一个首要条件，断网造成的成本损失在工业物联网搭建中是不可容忍的。边缘计算可以与云计算优势互补，将会更好的支撑本地业务的实时数据分析和智能化应用，让物联网解决方案更加完善。

随着上述技术的发展和芯片工艺的精进，物联网在工业领域渗透将更深入，范围也更宽广。赛迪顾问相关人士指出，中国工业物联网市场规模最近几年增长率都是在30%以上，预计到2020年市场规模将突破4500亿元。同时，多份数据分析报告都给出相同的见解，工业物联网是当前物联网市场比重最大的一块。巨大的风口效应让我们相信，工业物联网将成为未来工业发展的战略新高地。

在年底深圳会展中心由博闻创意举办的第七届深圳国际嵌入式系统展IEE2018将于2018年12月20-22日召开，作为国内专注于嵌入式系统领域的大型专业展，展览将涵盖嵌入式与物联网技术、工业4.0和工业物联网、汽车新技术与车联网等八大板块；今年的展览也将特设“物联网专馆”以及“汽车智能技术专馆”，在开展前主办单位将举行系列线下活动，与业界一同跟进和研讨嵌入式以及物联网领域新动态。