26、工业物联网：从协议到应用

工业物联网：从协议到应用

1. 工业物联网概述

工业物联网（IIoT）涵盖了从工业工厂中的电流回路信号传输到无线网络等多个方面。它有着自身的优势、劣势、机遇与挑战。智能传感能力，如适应性、自测试、自校准、自动量程和误差校正等，极大地提高了工业测量系统的准确性和性能，促进了传感单元和工业设备的互操作性，降低了仪器仪表与控制系统（I&C）的维护和运营成本，提升了产品质量。不过，IIoT并非能短期内无弊端地解决所有工业问题，需要新的投资，工业人员也需掌握新技能以有效管理并获取其优势。

2. OSI模型

在介绍工业协议之前，有必要了解由国际标准化组织（ISO）定义的开放系统互连（OSI）模型的七层结构。如下表所示：
| 层次 | 功能描述 |
| — | — |
| 物理层 | 定义在物理介质中传输信号所需的条件，如电缆、连接器、集线器、中继器等设备，以及电压、幅度、比特率和编码方案等信号特性。 |
| 数据链路层（DLL） | 提供节点到节点的数据传输，检测并可能纠正物理层中可能出现的错误。在以太网网络中，分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）子层，使用帧检查序列（FCS）检查物理传输错误。主要任务之一是定义多个网络设备共享物理介质的技术，网桥和交换机在此层工作。 |
| 网络层 | 使用数据链路层协议数据单元（PDU）的源地址和目的地址评估数据包是否到达最终目的地。若是，则发送到传输层；否则，更新帧的目的地址并将数据包转发到相邻网络节点。在互联网中，根据逻辑互联网协议（IP）地址进行路由。 |
| 传输层 | 执行与数据流控制、重传和错误恢复相关的任务。在互联网中，传输控制协议（TCP）和用户数据报协