5、物联网、机器人技术与网络物理系统的融合应用

物联网、机器人技术与网络物理系统的融合应用

1. 物联网软件与层级通信

物联网软件运行在强制物联网设备上，具有与一级软件相同的特性。其运行时间完全取决于实际应用情况，从数百毫秒到数分钟甚至数小时不等，具体取决于使用场景。与机器人软件不同的是，该软件默认是分布式的。部分应用可以在零类设备上实现，而在具备完全互联网连接和安全保障的情况下，一类设备被视为最低要求。

不同层级之间的通信特点如下：
| 层级通信 | 特点 |
| ---- | ---- |
| 一级与二级通信 | 是简单的数据流，数据需以固定周期发送和检索，优先处理最新数据，允许一定程度的数据丢失，但数据丢失过多可能导致机器人停止运行。 |
| 二级与三级通信 | 也是数据流，但要求和复杂度可能较低，数据交换速率较低。 |
| 三级与四级通信 | 特点更为多样，引入了请求 - 响应模式，仅在需要时传输数据，且只传输实际所需的量。 |

2. 物联网机器人通信

机器人应用通过某种消息系统进行通信，这使得节点可以安装在不同的计算单元上。当计算系统的处理能力超出限制时，这些节点可以自动迁移到外部环境，无需进行修改。然而，将节点释放到外部环境会带来新的问题，如消息数据丢失、抖动和延迟延长等。为了克服这些问题，物联网机器人通信系统采用了算法。

在机器人领域，通常会安装 ROS 或 ZeroMQ 等库，这些库提供了完全符合机器人应用需求的消息结构，能提供低延迟数据流和可靠的数据交换。但这些库需要底层操作系统的支持，并且并非为嵌入式环境设计，因此不适合在受限设备上运行。物联网领域近期做出了更可靠的努力，将互联网协议包引入到低功耗、低成本的硬件中，