IoT時代，要實現(xiàn)工業(yè)設備中多屏、移動的人機交互，構建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構，基本需要這幾個主要部分：
- 具備感知的現(xiàn)場設備（傳感器或者智能設備）
- 從現(xiàn)場到網(wǎng)關的信號通路
- 現(xiàn)場設備自帶總線端口
- 或者通過控制器中轉
- 接入 internet 的網(wǎng)關接口，作為從現(xiàn)場到云服務的數(shù)據(jù)通道
- 基于 internet 的云服務器
- 客戶端用戶界面 UI（User Inerface）
我們基本上可以認為這是一項橫跨“工業(yè)自動化”和“互聯(lián)網(wǎng) IT”的系統(tǒng)集成，這其中包含了從工業(yè)控制、現(xiàn)場總線、互聯(lián)網(wǎng)、通訊、數(shù)據(jù)庫、服務器、軟件乃至大數(shù)據(jù)分析等多項復雜技術領域。
現(xiàn)狀
這兩年，隨著工業(yè)4.0和中國制造 2025 的推進，各種工業(yè)IoT和遠程服務類產(chǎn)品層出不窮、方興未艾，但如果我們仔細觀察就不難發(fā)現(xiàn)，目前大部分的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案仍然是非?；诂F(xiàn)有傳統(tǒng)自動化系統(tǒng)和架構的。
首先，IoT的基礎之一，就是最后一個字母所代表的 “Things”，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的“萬物”當然就是現(xiàn)場的傳感、設備和各類智能部件了，而目前這些工業(yè)設備 I/O 組件主要都是由各大自動化產(chǎn)品公司提供的，同時這些產(chǎn)品設備之間的連接更多的是傾向于使用各自的自動化系統(tǒng)總線。也就是說，現(xiàn)在現(xiàn)場設備與“云端”的聯(lián)結仍然需要先借道現(xiàn)場總線，然后在通向云端時借助網(wǎng)關將設備系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)。
所以，基于這樣的現(xiàn)實，現(xiàn)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(xiàn)有自控系統(tǒng)配套的網(wǎng)關與其背后的云端服務器，實現(xiàn)將設備中現(xiàn)有運行數(shù)據(jù)傳送到云端服務器并進行結構化存儲的功能，注意粗體字部分的“現(xiàn)有運行數(shù)據(jù)”，就是說搭建這樣一套“IoT”系統(tǒng)的前提是必須有設備控制系統(tǒng)，并且控制器和總線都得是這個網(wǎng)關“認識”的。
另外，就目前看來，很多的“遠程”“IoT”產(chǎn)品，基本上解決了從設備現(xiàn)場到云端的數(shù)據(jù)傳輸和存儲的功能，但對于信息和數(shù)據(jù)的展示，尤其是在移動端的展示和人機交互，盡管某些廠家的確提供了客戶端展示功能，但往往都是基于標準界面的頁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(shù)據(jù)分析了。如果要基于應用場景展示數(shù)據(jù)圖表，需要比較深度的客戶端開發(fā)，而這往往并非這些服務提供商提供的常規(guī)服務。
所以，對于目前市面上的工業(yè)“IoT”產(chǎn)品和服務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(tǒng)的集中數(shù)據(jù)采集并預存儲
- 需借助通用網(wǎng)關接入互聯(lián)網(wǎng)，將本地控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送至云端二次存儲
- 云存儲與數(shù)據(jù)呈現(xiàn)需單獨進行二次深度開發(fā)
問題
正如本文開頭所說，這是一項橫跨“工業(yè)自動化”和“互聯(lián)網(wǎng) IT”的系統(tǒng)集成，因此，要實現(xiàn)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)來說，第一個問題就是要面對來自不同技術領域的多個供應商，而這些供應商可能來自工業(yè)控制、現(xiàn)場總線、互聯(lián)網(wǎng)、通訊、數(shù)據(jù)庫、服務器、軟件...等等方面。這其實對我們目前的制造企業(yè)來說，無論從成本、管理和技術能力等各方面來說，都是不小的挑戰(zhàn)。
同時，當下IoT產(chǎn)品大部分是要依賴設備控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線實現(xiàn)數(shù)據(jù)連接的，這其實讓工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用難度和門檻增加了不少。比如，如果我們的設備現(xiàn)場沒有完整的控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線，甚至連控制器都沒有，是否還需要先做控制系統(tǒng)集成再升級到物聯(lián)網(wǎng)呢？再比如，如果云端需要的數(shù)據(jù)，在現(xiàn)有控制系統(tǒng)中沒有對應的運行數(shù)據(jù)，必須先重新配置設備控制系統(tǒng)，可能要包括從現(xiàn)場設備（如傳感器）布置、接線到參數(shù)調(diào)整一系列工作，這些工作交給這些IoT的服務商靠譜么？
IoT過度依賴于設備控制系統(tǒng)，大量決策信息與設備控制信息并行其實對控制器提出了極高的挑戰(zhàn)，尤其是未來的IoT系統(tǒng)將承載大量可能與控制無關的現(xiàn)場感知信息，而這些信息對控制系統(tǒng)而言，可能并不是必須的。
另外，這樣的IoT系統(tǒng)需要通過本地總線、交換機、控制器和網(wǎng)關等多個步驟才能實現(xiàn)現(xiàn)場與云端的數(shù)據(jù)連接，涉及的軟硬件等中間環(huán)節(jié)非常多，因此維護運營成本自然也是較高的。
其實，從目前IoT的市場現(xiàn)狀看，我們現(xiàn)在市面上能看到的大部分“遠程”“IoT”解決方案，都僅僅實現(xiàn)了將傳統(tǒng)工業(yè)控制系統(tǒng)與“云”的聯(lián)通，但事實上聯(lián)通的體驗還有很大需要提升的空間；并且僅以現(xiàn)有標準產(chǎn)品組合，是很難滿足制造行業(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能不能實現(xiàn)“萬物互聯(lián)”的問題，而是關于如何幫助用戶獲得一個簡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題?；蛘哒f目前很多制造企業(yè)所需要的IoT產(chǎn)品和服務，應該具備能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)簡化和優(yōu)化設備聯(lián)接與信息互通的一些特質(zhì)。
1. 來自單一IoT系統(tǒng)供應商的一站式IoT系統(tǒng)集成服務。
用戶需要這樣的單一IoT系統(tǒng)提供商，不僅有從現(xiàn)場到云端的一整套IoT軟硬件產(chǎn)品組件，同時能基于這些產(chǎn)品提供完整的IoT解決方案。這一點我們倒是可以借鑒一下工業(yè)自動化領域系統(tǒng)應用的經(jīng)驗，在很多行業(yè)早期開始引入自動化系統(tǒng)時，自動化產(chǎn)品廠商基于自身產(chǎn)品系統(tǒng)架構為行業(yè)用戶提供 Turn Key 的自動化系統(tǒng)集成服務，成為自動化系統(tǒng)提供商，而后來隨著行業(yè)應用的成熟和發(fā)展，逐漸出現(xiàn)各個行業(yè)的基于各大自動化產(chǎn)品架構的系統(tǒng)集成商。同樣，現(xiàn)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，同時扮演系統(tǒng)提供商的角色為用戶提供一站式的IoT系統(tǒng)集成服務，未來隨著工業(yè)IoT的逐步進化，應該也會涌現(xiàn)出一批基于標準平臺的工業(yè)IoT系統(tǒng)集成商。
2. IoT系統(tǒng)的搭建和數(shù)據(jù)的聯(lián)通，應能夠不依賴于已有的控制系統(tǒng)和現(xiàn)場總線
對于應用現(xiàn)場控制系統(tǒng)基礎較薄弱或者根本不具備本地控制系統(tǒng)的場合，IoT系統(tǒng)提供商應能夠幫助用戶實現(xiàn)數(shù)據(jù)的現(xiàn)場設備埋點以及搭建本地與云端的數(shù)據(jù)交互通道。
對于已有控制系統(tǒng)的現(xiàn)場，不僅需能夠提供靈活埋點和云端數(shù)據(jù)連接，同時應能夠與現(xiàn)有的本地系統(tǒng)聯(lián)通并實現(xiàn)數(shù)據(jù)對接，這就要求IoT系統(tǒng)提供商，不僅僅能像傳統(tǒng)IoT服務那樣提供與通用工業(yè)系統(tǒng)對接的標準網(wǎng)關接口，同時有能力針對非標或者特殊領域的系統(tǒng)進行網(wǎng)關接口的訂制開發(fā)。
3. 扁平化的IoT系統(tǒng)架構。
也就是說，從云端到現(xiàn)場的數(shù)據(jù)交互，應盡可能的減少中間環(huán)節(jié)。這樣就可以幫助用戶減少大量系統(tǒng)運營和維護時間和成本。
與其說這些是對未來IoT產(chǎn)品和服務提出的需求，倒不如說是對IoT系統(tǒng)服務商能力上提出的挑戰(zhàn)。面對這樣的需求，短期內(nèi)，我們將必然需要專業(yè)的IoT系統(tǒng)提供商“Turn Key”式的服務，用戶可根據(jù)自身應用狀況，菜單式訂制一站式IoT服務，而供應商針對用戶需求，量身定制專屬的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；而從中長期看，隨著行業(yè)發(fā)展的成熟，垂直行業(yè)將會出現(xiàn)一些“資深”的IoT系統(tǒng)集成商（或開發(fā)者），此時IoT系統(tǒng)產(chǎn)品提供商的模式將從 Turn Key 模式轉變?yōu)椤捌脚_化”運營模式，為IoT系統(tǒng)集成商、各類服務商和用戶提供優(yōu)質(zhì)的IoT產(chǎn)品，不斷迭代和優(yōu)化IoT系統(tǒng)平臺，提升用戶開發(fā)與運維的應用體驗。
進化ing
記得去年這個時候，Elco曾經(jīng)發(fā)布過一款名為 Spider67 Mobile 的無線 I/O 產(chǎn)品，讓大家產(chǎn)生不少IoT猜想。
它已經(jīng)可以通過內(nèi)置的、接入 internet 的網(wǎng)關將現(xiàn)場的 I/O 信號與其背后的云端進行數(shù)據(jù)交互，就是說通過 Spider67 Mobile 和其所基于的ElcoCloud云平臺搭建的IoT集成系統(tǒng)，已經(jīng)不需要依賴于設備現(xiàn)場總線和控制系統(tǒng)了。
不過，這款讓大家產(chǎn)生不少IoT猜想的標準產(chǎn)品，僅僅是一個開始。為了打造更完整的系統(tǒng)和靈活多樣的產(chǎn)品組合，從而不斷滿足用戶的工業(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(zhàn)略布局，發(fā)布了其全新的“基于ElcoCloud的IoT集成開發(fā)解決方案及服務”（以下簡稱Elco-IoT），而 Spider67 Mobile 其實只是Elco整個IoT集成系統(tǒng)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、標準現(xiàn)場網(wǎng)關接口、Spider67 Mobile等標準硬件產(chǎn)品
- 云端數(shù)據(jù)存儲、歸檔、追溯
- 客戶端界面展示模版與開發(fā)服務
加上我們知道Elco原本就是可以提供工業(yè)傳感器等現(xiàn)場級工業(yè)組件的，所以，事實上，與傳統(tǒng)的工業(yè)IoT等遠程產(chǎn)品服務僅提供從網(wǎng)關到云端的數(shù)據(jù)聯(lián)接不同，這樣一個系統(tǒng)已經(jīng)有能力打通現(xiàn)場感知、數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)關接口、云服務器、用戶界面 UI 這 5 個IoT系統(tǒng)基本要素了。
網(wǎng)絡架構方面，Elco-IoT既可以通過其基于現(xiàn)場總線的網(wǎng)關產(chǎn)品實現(xiàn)設備與云端的數(shù)據(jù)互通，也可以借助 Spider67 Mobile 這樣的產(chǎn)品直接將現(xiàn)場感知信號同步到云端，并經(jīng)過數(shù)據(jù)分析后將信息展示到客戶端。這對于很多正在運行使用中的設備進行IoT升級是有著重大意義的，因為這基本不需要對設備原有系統(tǒng)進行任何修改，也不會影響設備正常的生產(chǎn)運行。當然，能夠這樣直接將現(xiàn)場數(shù)據(jù)發(fā)送至云端，整個IoT系統(tǒng)也是非常扁平、簡潔的。
為用戶提供基于上述自身IoT產(chǎn)品的、一站式的IoT交鑰匙項目解決方案，成為一個IoT的系統(tǒng)提供商，有可能成為Elco-IoT現(xiàn)階段比較有效的一種服務方式，因為目前大部分用戶的IoT技術集成能力并不強，并且市場上也很難找到比較成熟的IoT系統(tǒng)集成商；
但根據(jù)Elco-IoT的產(chǎn)品范圍中的 Spider67 Mobile 和標準IoT芯片級網(wǎng)關，可以推測出Elco-IoT的另一種服務，就是基于標準IoT芯片級網(wǎng)關技術，為設備或產(chǎn)品制造商提供產(chǎn)品IoT化的定制開發(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)關的現(xiàn)場 I/O 產(chǎn)品，那么掌握了芯片級的網(wǎng)關技術，還有什么產(chǎn)品不能被IoT化呢？
前者，提供IoT系統(tǒng)的 Turn key 服務，更多的是身先士卒對自身IoT技術和系統(tǒng)的示范和驗證；而后者，產(chǎn)品IoT化的定制開發(fā)，則將有機會幫助Elco-IoT走向平臺化運營，讓更多用戶受益于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的便利。
此外，宜科在此次Elco-IoT的發(fā)布中對其安全技術的架構做了比較詳細的介紹，如上圖所示，不僅在網(wǎng)關數(shù)據(jù)采集和傳輸通道采取了多種安全措施，比如網(wǎng)關密匙、加密算法、設備認證等等，同時在后臺的數(shù)據(jù)存儲、乃至客戶端展示用的 API 數(shù)據(jù)接口也有很完備的數(shù)據(jù)安全部署。拋開具體技術細節(jié)不談，僅從這樣的系統(tǒng)安全架構看，采用的是目前非常成熟可靠的數(shù)據(jù)安全技術手段，同時安全模塊的部署也已經(jīng)非常全面細致了。
如果說此前引起我們注意的，僅僅是一只讓我們產(chǎn)生不少IoT猜想的 Spider，那么從現(xiàn)在開始，我們有必要關注一下這只 Spider 正在織起的IoT網(wǎng)。
