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工业物联网简史

时间:2023-03-16 00:29:40 科技观察

工业物联网简史|智能百科工业物联网的历史包含三个截然不同的技术发展故事:网络连接、处理和存储能力以及传感器和执行器。了解每项核心技术的发展时间表,可以准确了解那个时代工业环境中使用的互联设备的能力。IndustrialInternetofThingsNetworkingIndustrialInternetofThings(IIoT)首字母缩略词中的第二个“I”代表Internet,这表明网络在IIoT中的重要性。直到1990年代末和2000年代初,计算机和计算设备的标准状态是与互联网断开连接:必须采取特殊措施才能上网和连接。这与2022年的组织生活截然相反,届时通常需要采取非常措施来断开连接。大多数早期的网络技术都是有线的:连接需要电缆将设备物理连接到网络。网络带宽,可以在一段时间内传输的数据量。对于10BASE-T以太网连接,这是80年代末和90年代初建立的最广泛使用的标准之一,允许每秒10兆字节的数据传输。在当代,有线网络支持每秒1,000兆比特(1000BASE-T,或1吉比特)的数据连接,甚至现代以太网连接也支持每秒10吉比特(10GBASE-T)的数据连接。无线和蜂窝网络消除了连接每个设备的电缆需求,这是工业物联网的重大转变。802.11b于1999年标准化,是众多制造商产品支持的首批标准之一,也是2020年制定的Wi-Fi6E标准的前身。现代Wi-Fi设备不仅提供比传统Wi-Fi设备快50到800倍的速度较早的设备,而且在比以前的设备更密集的无线电环境中也能可靠地运行。蜂窝网络是全球智能手机覆盖所依赖的网络,在速度、容量和能源效率方面也出现了类似的改进,从支持每秒0.1兆比特左右的早期2G网络到提供每秒200兆比特甚至更高连接的现代5G网络。IIoT也有在范围、功耗和速度方面做出不同权衡的技术故事。范围约为300英尺的RFID和需要近距离接触的近场通信在IIoT设置中都很有用。RFID通常用于资产跟踪,NFC用于访问控制、支付或数据交换。其他技术,例如LongRangeWAN(一种低功耗广域网)或NB-IoT(4GIoT的一种变体)不需要非常高的速度并且可以解决特定问题。无线智能无处不在网络联盟等焦点小组寻求解决与智慧城市或物联网实用程序应用相关的具体问题。IIoT存储和处理能力处理能力的显着提高,加上可用存储容量的增加和成本的稳步下降,在IIoT的历史中也发挥了重要作用。计算处理能力的提高通常体现在所谓的摩尔定律中。摩尔定律是英特尔联合创始人戈登摩尔的一项观察,即微芯片上的晶体管数量大约每两年翻一番,而同期成本则减少一半。如此快速的计算能力提升,意味着在20世纪80年代以来近40年的现代计算机革命中,企业不仅能够大幅提高设备的整体处理能力,而且能够以非常低的速度制造功能强大的计算机。小尺寸。处理器。重要的是,出于工业物联网的目的,供应商可以制造能够承受极端环境(例如高温/低温、暴露或浸水以及跌落物理冲击)的硬化芯片。数据存储的完整历史将包括磁带、穿孔卡和磁盘,但对IIoT的关注将焦点缩小到现代硬盘驱动器、闪存和固态磁盘。这三种技术的现代衍生产品使存储数TB的数据成为可能,数据的大小从大约一角硬币的大小到一副薄纸牌的大小不等——所有这些的成本都不到1,000美元。一兆字节大约150美元。工业物联网传感器和执行器讲述IIoT故事的第三个技术流是传感器和执行器。传感器检测温度、光线、位置、触摸、运动或声音等事物。执行器移动或控制事物。执行器可以触发门锁的打开或关闭、机械臂的收紧或松开、机器部件的移动或加热或冷却系统的激活。要了解传感器在过去几十年中是如何发展的,请考虑一下数码相机技术。1994年,苹果公司推出了QuickTake数码相机,最大分辨率为640×480像素,略高于307万像素。2022年,iPhone14Pro摄像头可拍摄8064x6048像素的图像,即超过4800万像素,总像素数约为158倍。简单的像素数比较甚至没有考虑光线或颜色敏感度、速度、多相机传感器的使用或计算摄影的进步的变化。机械臂可以抓取和操纵各种各样的物体,例如一张纸、葡萄、酒杯或砖块——这是致动器许多进步的体现。现代系统不仅能够感知这些不同的物体,还能适当地调节压力。同时使用多个传感器的能力也扩展了IIoT系统的能力。IIoT的挑战和机遇IIoT领域当前最重要的两个挑战,即安全性和互操作性,是上述一系列技术发展的结果。在早期,很少有人和东西连接到互联网,所以安全不是一个大问题。与此同时,IIoT设备和系统制造商几乎没有经济动力让他们的系统与竞争对手的产品广泛兼容:为什么要轻松切换?幸运的是,客户的共同担忧导致了对安全性和互操作性的日益重视。