物聯(lián)網(wǎng)的起源、現(xiàn)在及未來

首先，物聯(lián)網(wǎng)是什么？

【百度百科】物聯(lián)網(wǎng)是指通過各種信息傳感器、射頻識別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、紅外感應(yīng)器、激光掃描器等各種裝置與技術(shù)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、 連接、互動(dòng)的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息，通過各類可能的網(wǎng)絡(luò)接入，實(shí)現(xiàn)物與物、物與人的泛在連接，實(shí)現(xiàn)對物品和過程的智能化感知、識別和管理。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等的信息承載體，它讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對象形成互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò) 。

物聯(lián)網(wǎng)的起源

1999年，麻省理工學(xué)院的凱文·阿什頓（Kevin Ashton）教授首次提出物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things）的概念。他也因此被稱為“物聯(lián)網(wǎng)之父”。

一、物聯(lián)網(wǎng)的史前

起初，傳感器、繼電器等硬件要實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作，需要一臺專用的計(jì)算機(jī)設(shè)備，即 可編程邏輯控制器（PLC），最早的PLC有PDP-14（1969年）、SIMATICS4（1973年，西門子）等。PLC有體積小、可靠性好、使用壽命長、編程簡單、維護(hù)方便等很多優(yōu)點(diǎn)，這使它在工業(yè)領(lǐng)域得到迅速推廣應(yīng)用。

在互聯(lián)網(wǎng)和傳感網(wǎng)誕生之前，如果要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，最好的方式便是以PLC作為控制中心。所以，在2000年以前，便有許多用PLC實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，比如養(yǎng)殖用途的環(huán)控箱：

1980年之后，以51單片機(jī)為代表的MCU技術(shù)蓬勃發(fā)展，MCU有成本低，體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。逐漸有公司使用MCU作為控制中心，連接傳感器及繼電器等硬件，比如溫度自動(dòng)控制器：

MCU方案適合在細(xì)分領(lǐng)域深耕，比如：養(yǎng)殖場、魚塘、農(nóng)林等。但是MCU的開發(fā)周期長，難度大、軟硬件成本高，雖然研發(fā)成本高，只有批量化生產(chǎn)才能充分降低成本。

二、物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)在

2000年之后，隨著移動(dòng)通訊技術(shù)的興起，2G、3G、4G依次更迭，設(shè)備聯(lián)網(wǎng)也初步成為可能。此時(shí)物聯(lián)網(wǎng)的主要形式是“+移動(dòng)通訊網(wǎng)關(guān)（模塊）”的方式，簡單說就是自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)。

其后通訊模塊越來越便宜，流量費(fèi)越來越低，專用于物聯(lián)網(wǎng)的NB-IoT技術(shù)出現(xiàn)，更是催生了一種新的形態(tài)，即：移動(dòng)通訊網(wǎng)關(guān)（模塊）+傳感器/控制器，比如聯(lián)網(wǎng)的溫度傳感器：

2.1、數(shù)字傳感器和控制器

誕生于1979年Modbus協(xié)議，由于其簡單可靠的特性，在傳感網(wǎng)絡(luò)非常流行，硬件廠商基于STM8等廉價(jià)芯片打造數(shù)字傳感器和控制器。數(shù)字傳感器有免調(diào)試、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目中得到廣泛使用。由于Modbus是總線協(xié)議，支持多個(gè)從站，可以很方便搭建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。只要兼容標(biāo)準(zhǔn)Modbus，就可以讓數(shù)字傳感器和控制器直接聯(lián)網(wǎng)，通過云服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并且能夠通過手機(jī)或小程序進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。

2.2、Web組態(tài)

2014年之后，HTML5標(biāo)準(zhǔn)形成，三大Web框架（Angular、React、Vue）流行，網(wǎng)頁端可以實(shí)現(xiàn)豐富的功能，而基于SVG技術(shù)實(shí)現(xiàn)的組態(tài)效果不亞于工業(yè)用的HMI人機(jī)交互屏。典型如有人物聯(lián)網(wǎng)的云平臺：

2.3、方案對比

當(dāng)下主流的物聯(lián)網(wǎng)方案對比：

總結(jié)：

第三種方案最簡單，快速，是中小型或初創(chuàng)物聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的首選方案

2.4、邊緣計(jì)算

雖然第三種方案更流行，但是也存在一些問題：服務(wù)器壓力大、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)性差、斷網(wǎng)即失控，因此正在慢慢被實(shí)際的物聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目拋棄。為了解決以上問題，只有將服務(wù)器的功能下移，于是就形成了邊緣計(jì)算方案，以智能網(wǎng)關(guān)為代表，比如：

三、物聯(lián)網(wǎng)的未來

觀察物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，我們可以肯定的是邊緣計(jì)算的模式會(huì)越來越流行，未來標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的智能網(wǎng)關(guān)會(huì)越來越多。有幾個(gè)問題需要在未來解決：

通訊安全，直接透傳并不可取，網(wǎng)關(guān)與云服務(wù)器之間需要更安全的鑒權(quán)機(jī)制和通訊方式

自組網(wǎng)，目前的RS485+Modbus架構(gòu)還需要配置地址，麻煩，有使用門檻

四、物聯(lián)大師

物聯(lián)大師是 真格智能實(shí)驗(yàn)室推出的開源且免費(fèi)的物聯(lián)網(wǎng)采集和控制系統(tǒng)，集成了Modbus和PLC等多種軟硬件協(xié)議，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集、公式計(jì)算、定時(shí)控制、異常報(bào)警、自動(dòng)控制策略、流量監(jiān)控等功能，適用于大部分物聯(lián)網(wǎng)或工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。系統(tǒng)兼容大部分?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)（DTU），支持遠(yuǎn)程調(diào)試（透傳），可以安裝在現(xiàn)場的電腦或工控機(jī)，也可以部署在云端服務(wù)器上。系統(tǒng)支持可視化顯示，內(nèi)置編輯器和組件庫，能夠?qū)崿F(xiàn)Web組態(tài)（SCADA），可以投放到大屏上。

審核編輯：湯梓紅