物联网(IoT)是一个悖论。它潜力无穷,但它带来的挑战又让人却步。以IoT中工业自动化的一面,即工业IoT或IIoT为例,它现在在互操作性的问题上呈现一种碎片化的状态,很难证明其真正价值和投资回报。

 

使用可能不兼容的协议与现场总线技术把设备与系统连接起来是个不小的挑战。一旦完成这个挑战,下一个艰巨的任务就是保证收集的数据和功能能在艰难苛刻的工业环境中实现可靠的传输。而且,智能预测机器故障来最大限度地减少故障停机时间与经济损失也是必要的。

 

利用含有McAfee与Intel® 物联网解决方案联盟成员Wind River技术的Intel® IoT Gateway设计,专业领域的公司就可以增强连通性,提高互操作性,为希望变革IIoT业务经营的开发商们缩短上市时间。举例来说,ADLINK Technology是一家嵌入式计算设备制造商,专门设计生产智能IoT网关,可以有效解决以上问题。这家总部设在台湾台北的公司是联盟Premier级成员之一,其生产的MXE 100i和MXE 200i网关能连接不同的物与云端,以收集数据供分析和研究(见图1)。为了做到这点,这些智能网关会为现场总线与其他工业协议提供几种旧I/O选项,然后使用基于IP的协议,通过有线网络、WiFi或蜂窝网络连接到云端。

 

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图1. 互联网/云端架构支持许多垂直的工业应用。

 

IoT网关会加速传感器和I/O节点配置(见图2)。而且,ADLINK EdgePro中的Event Execution Engine(事件执行引擎)允许通过RESTFul web-service APIs对状态与执行器控制进行远程监控。通过与Amazon和Microsoft Azure云端建立可靠安全的连接,整个配置就完成了。

 

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图2. 端对端IoT网关解决方案示意图。

 

链条中的下一环就是Wind River的Helix Device Cloud代理,它所提供的云端连接能加速设备配置、文件传输、数据捕捉和基于规则的数据分析与反馈。设备之间或网关与服务器节点之间的Edge-to-cloud M2M通信能够集成大量的链接元素,同时也支持远程数据分析。

 

智能网关能使用预集成和预验证的McAfee* Embedded Control安全技术来保证数据在恶劣的工业环境的安全(见图3)。这款软件使用应用白名单,避免运行未授权代码,仅允许已授权的修改,以此对控制功能进行修改,保证了数据传输和云端连接的安全。

 

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图3. 预集成、预验证软件堆栈是Intel® IoT Gateway设计不可分割的一部分。

 

我们以预测机器故障为例。这个例子跟我们的主题息息相关,十分重要,因为在工业领域最大的障碍之一就是突然故障停机,引发修理、维护和人力花费等后续问题。工厂环境条件通常很不好,只有使用了专门用于预测故障的机器状态监控方案后才能有效防止这一问题。

 

作为工厂环境的重要组成部分,凌华MXE 200i是一款坚固型无风扇网关,不仅温度范围有所延伸,更配有凌华USB-2405 USBDAQ,收集的数据可用于预测维修与故障停机预警。其特有的DAQ功能能实现实时数据收集并创造模型以引发机器潜在故障预警,这样一来就能实现远程监控、管理、系统健康诊断和定制机器状态,成功预测机器故障,完成系统修复(图4)。

 

 

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图4. 凌华科技应用就绪型IoT网关适用于工业应用。

 

/iotsolutionsalliance.intel.com/solutions-directory/processors_list/845MXE 100i嵌入式计算平台的设计旨在在工业网络中加速多种边缘节点,尤其是那些连接企业内部网与云端的边缘节点。这个计算平台搭载Intel® Quark™ SoC X1021,含有丰富的I/O功能。Intel Quark Soc X1021嵌入式处理器的一大特点就是能收集数据来辅助故障预测和故障停机预警。

 

/iotsolutionsalliance.intel.com/solutions-directory/processors_list/278/processors_list/782MXE 200i IoT网关搭载Intel® Atom™处理器E3826,具备1.46-GHz 双核CPU和85°C最高操作温度。

 

 

MXE 100i和MXE 200i都预装了Wind River Intelligent Device Platform XT 软件与McAfee's Embedded Control 安全软件作为其采用的Intel® 网关参考设计的一部分。凌华不仅使用了SEMA嵌入式云端服务平台,更能依照客户需求在价值链另一端提供用于设备和传感器管理的EdgePro软件工具。MXE 100i与MXE 200i IoT网关都能在常用的嵌入式操作系统与架构中运行;而且它们还具有ERP系统界面与固件更新下载功能,以及凌华智能嵌入式管理代理(SEMA) 云端服务。

 

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Richard Nass

OpenSystems Media,Intel® 物联网解决方案联盟