物聯網為工業發展帶來了變革，已有智慧工廠利用物聯網技術實現了大規模工業物聯網(IIoT)或工業4.0部署。據中國工業和信息化部報告顯示，預計至2020年，中國工業物聯網產值將增長至4500億元。中國早前還曾發布一項發展規劃，計劃到2030年成為人工智能領域的世界領導者，在技術上超越其競爭對手，打造規模近1500億美元的本土產業。
制造商迫切需要采用創新技術以提高生產力，保持競爭優勢。工業4.0和物聯網的發展讓業界越來越關注數字化企業的發展前景，未來幾年，生產設備必將因此經歷顛覆性改變。
本文將介紹如何利用工業物聯網(IIoT)構建智慧型遠程控制系統以深入分析潛在問題，同時還將探討設計人員在進行物聯網部署時需關注的要點。
工廠維護往往是造成設備過早發生突發性停機的原因之一，且代價昂貴。盡管由計算機維修管理系統實施的預防性維修能夠更好地替代這種被動式“故障”維修，但這種方案卻無法完全有效地預防設備故障和生產中斷的發生。基于此，一種全新的預測性維修方案應運而生，該方案通過在生產設施上部署工業物聯網系統得以實現，能夠解決工廠維護的高成本問題。
預測性維修可顯著減少突發性停機時間，并能消除大量嚴重故障的發生，繼而能夠避免因隨時可能發生的事故而造成目標產量銳減。只有全面采用工業物聯網才能真正發揮預測性維修的作用。
微軟公司認為，工業物聯網是指組織機構利用智能設備及其采集的數據用于精簡并改善企業運營。隨著低功耗處理器、智能無線網絡、低功耗傳感器及‘大數據’分析的出現，業界對工業物聯網的關注顯著提升。
為了實現各種技術支持，工業物聯網在各個角落部署大量傳感器：不止限于通信和電源設施，凡可收集到有關“物體”重要信息，如部署方式、部署位置及物體屬性的任何地點均部署傳感器。將機器、泵、管道及軌道車等“物體”與傳感器相連在業界并不是首創，特制傳感器和網絡已然在工業生產中激增，廣泛覆蓋煉油廠、生產線等。
傳統意義上來說，這些運營技術(OT)系統均以獨立網絡的方式運營，對網絡的可靠性和安全性有著很高的要求。這些高標準要求僅依靠消費級技術無法實現，必須選擇那些最適用于業務關鍵型工業物聯網應用的可用技術。具體而言，傳感器的組網方式決定了其是否能夠在惡劣的工業應用環境中以低成本方式實現安全部署。
據On World發布的一項有關工業無線傳感器網絡(WSN)用戶的全球性調研報告顯示，可靠性和安全性是最重要的兩大問題，無論是企業生產商品的利潤、品質及效率還是工人安全均與這些網絡密切相關。
可靠性
實現網絡可靠性的一個一般性原則是進行冗余設計，它可為一些可能出現的故障問題提供備援，在避免數據丟失的前提下讓系統恢復工作。在無線傳感器網絡當中，冗余設計可以應用于兩種基本層面。第一層是空間冗余概念，即每個無線節點至少配備兩個進行通信的其他節點，及可將數據傳輸至其中任意節點的路由機制，但最終都能到達預期目的地。在合理構建的網狀網中，每個節點可與兩個或多個相鄰節點進行通信，與點對點網絡相比，其可靠性更強，它能夠在第一條路徑不可用時自動跳轉到另一條路徑上發送資料。第二層冗余可利用RF頻譜中的多個可用信道來實現。信道跳頻的概念是指成對節點每次傳輸資料時能夠變換信道，因此，在工業應用不斷變化的惡劣RF環境中，它能夠在任何特定信道中避免突發故障問題。
安全性
安全性是工業無線傳感器網絡的另一個關鍵屬性。e絡盟近期進行的一項研究表明，多達64%的消費者對數字時代的隱私安全感到擔憂。由于網絡連接和資料共享增多，網絡漏洞、網絡犯罪及數據外泄等問題時有發生，網絡安全和隱私保護急需提升。自物聯網設備實現自主通信以來，隱私問題變得更加嚴峻。智慧城市、智慧家庭甚至工業4.0的成功與否取決于人們對強大且安全網絡的信心。
此外，業界越來越關注如何讓‘物體’更加智能化，但在工業物聯網應用中，這并非‘智慧物體’存在的唯一之處。工業物聯網網絡需利用智能節點，以及企業信息技術(IT)與運營技術(OT)提供的最佳網絡和安全管理功能。網絡應設計為高度可配置，以滿足特定應用需求。例如，為了滿足低功耗需求以延長電池續航能力，應采用網絡可用電源自動偵測功能及智能路由以實現全網絡功耗使用最優化。同時，網絡應可自動適應RF環境的變化，這有利于網絡拓撲的動態改變。
幸運的是，只要工程師知道如何利用高級嵌入式處理器的嵌入式安全功能，加上半導體企業、分銷商及其他供應商提供的相關技術和支持，便可開發具備更高安全性的物聯網產品。e絡盟也與眾多工程師合作定制開發現有開發板以滿足他們的具體需求。公司還開發定制化硬件滿足特定需求，從而能夠讓更多工程資源用于編碼，以集中打造產品差異化特點。e絡盟社區設計中心資源提供有關處理器、開發平臺、軟體工具和中間件的詳細信息。工程師還可就應用隨時向如e絡盟這樣的分銷商進行咨詢，有助于做出正確設計和安全選擇，并縮短學習使用工具和共享信息的時間。
上圖：朱偉弟，e絡盟大中華區銷售總監