可靠且安全的工业物联网无线发展

  得益于互联网、云计算和数据分析等技术和工业物联网（IIoT）基础设施的推出，第四次工业革命（或工业4.0）正在我们周围发生。以前的工业技术促成了工厂、发电厂、炼油厂、天然气管道、铁路运输和其他领域各种系统的监测和控制，但IIoT却有潜力通过采用工业无线传感器网络（WSN）来实现自动化的进一步发展。

  将控制系统中的数据与IIoT节点所获取的数据来进行相互补充，能够给大家提供更全面的数据综合，能够使企业优化其整个价值链。例如，通过了解重要工厂设备的运作状况有助于预测问题有几率发生的时间/地点，从而避免停机，每年可为公司节省大量资金。它还能够大大减少维护工作的频率，以此来降低经营成本，尤其是对处于难以到达地方的设备。

  On World预测，到2023年，全球每年将有34亿件无线传感器网络芯片组出货（2018年只有10亿件）。802.15.4、蓝牙、Wi-Fi和专有协议等短距离无线技术目前占所有出货量的90%以上，但低功耗广域网（包括SigFox、Lora和NB-IoT）正在以更快的速度增长。报告还预计，未来五年，无线传感器网络设备和相关服务（工业自动化、农业和建筑等）的年收入将超过130亿美元。

  相对于系统成本，工业领域通常更重视安全和可靠性，这些系统要确保制造或加工现场设施的顺利和高效运行，因为任何故障、延误或事故都将导致收入损失或更糟的人身伤亡。无线通信、高能效、小型化和更智能的嵌入式计算技术已取得巨大进步，更牢固、超低功耗设计可以凭借纽扣电池就可以使用数年时间，这些导致了更可靠和更安全的无线传感器节点的开发，从而能够满足严格的行业要求，还可以在最极端的应用环境中运行。

  无线传感器网络技术的成本较低，使得公司在整个设施中部署数百个（甚至数千个）传感器节点相对来说还是比较容易，也相当经济，这样构建的IIoT与人类神经系统很接近。这种可扩展性，再加上对于多种无线网络协议的支持，进一步提升了ECO的可靠性，这中间还包括扩展网络中的传感器节点、中继器和网关等，所有这些都必需提供空间和通道冗余以支持工业4.0。

  除了恶劣或偏远的工作环境和工业设施的庞大规模外，设计师还应考虑所有金属、混凝土和工业设施带来的干扰，以及设施现场内外其他电子设备的电磁干扰。所有这些都决定了要实现的IIoT节点类型，或者应该支持哪些无线协议组合，具体取决于特定应用。蓝牙低功耗（BLE）、ISA-100.11A、WirelessHART和ZigBee都是有效的选项。

  Microchip公司的2.4GHz收发器模块拥有极低的接收电流，因而具备更长的电池常规使用的寿命。IEEE802.11模块固件有一个易于使用的API驱动接口，可连接到企业无偿的TCP/IP协议栈及其非常受欢迎的PIC微控制器（MCU）。这些低功耗嵌入式Wi-Fi模块可避开从头开始研发射频电路和获得机构认证带来的复杂性和成本。RN1810型号包括一个板载TCP/IP网络栈、加密加速器、电源管理子系统、实时时钟、2.4GHz收发器和射频功率放大器。

  松下的PAN9026模块结合了IEEE802.11a/b/g/n支持和蓝牙BDR/EDR/LE功能，可在智能能源、家庭网关和IIoT应用中提供灵活的连接。它具有动态快速通道交换（DRCS）功能，可同时在2.4GHz和5GHz下运行。这两个标准的独立运行能够使数据速率达到150Mbps，而功耗只有400mA（传输）和70mA（接收）。通过集成电源管理、快速双核中央处理器（CPU）、802.11i安全标准支持和高速数据接口，该模块可提供IIoT部署所需的速度和可靠性。

  接下来一个例子是Microchip的MRF24J40MA，这是一款经FCC认证的射频收发器产品，可针对2.4GHz免授权许可工业、科学和医疗（ISM）短程无线频段，以及ZigBee和专有无线协议系统提供完整的无线网络解决方案。该表面贴装型模块设计采用了各种8位、16位和32位PIC MCU，在与MIWI点对点软件协议栈或其他免费开发工具结合使用时，可以帮助设计工程师快速、廉价地实现低功耗无线网络。

  Silicon Labs 公司的EM35x系列由完全集成的片上系统（SOC）组成，该系统具有一个2.4GHz、符合IEEE 802.15.4-2003标准的收发器以及32位ARM Cortex-M3微处理器、闪存和RAM、和许多对ZigBee系统设计者有价值的外围设备。收发器采用了一种高效的架构，超过了IEEE 802.15.4-2003标准规定的15dB以上动态范围要求。集成的接收通道过滤允许与2.4GHz频谱中的其他通信标准（如IEEE 802.11-2007和蓝牙）可靠共存。

  恩智普半导体公司的JN5148-001超低功耗、高性能无线MCU主要面向ZigBee Pro网络应用。每个MCU都具有一个增强的32位RISC处理器，通过可变宽度指令，以及一个多级指令管道和低功耗可编程时钟速度运行提供高编码效率。这些MCU还集成了一个2.4GHz并符合IEEE802.15.4标准的收发器、128kB ROM、128kB RAM以及丰富的模拟和数字外围设备。较大内存允许它们以协处理器模式运行一个网络堆栈和一个嵌入式应用。该MCU工作电流低于18mA，能够使用纽扣电池直接供电。其增强的外围设备包括在睡眠模式下运行的低功耗脉冲计数器，专门设计用于自动抄表（AMR）设备中的脉冲计数，还包括独特的时间飞行（TOF）测距引擎，以支持通过无线传感器网络实现的精确定位服务。

  德州仪器公司的CC2530、CC2531和CC2533是面向802.15.4、ZigBee和RF4CE等应用的SoC解决方案。它们将领先的射频收发器性能与行业标准增强型8051 MCU、系统内可编程闪存和8kB RAM结合在一起，其中CC2531使USB加密狗或USB可升级网络节点能够以较低的总材料成本构建。它具有多种工作模式，适用于需要超低功耗的系统。其运行模式之间的过渡时间很短，进一步保证了低能耗。CC2530具有高达256KB的大闪存，专为ZigBee Pro应用而设计。64kB及以上版本支持ZigBee RF4CE的RemoTI堆栈，这是业界首个符合ZigBee RF4CE的协议堆栈。较大的内存允许进行片上、无线下载，以支持系统重新编程。CC2533具有高达96kB的系统可编程闪存和高达6kB的RAM。

  ADI公司的SmartMesh IP无线解决方案（来自Dust Networks产品部）由嵌入式芯片和预先认证的PCB模块组成。这些完整的模块产品配有完整开发，且经过现场验证的智能无线mesh网络软件。SmartMesh无线传感器可以通过超低功耗、安全的无线通信提供强大的数据可靠性（>

  99.999%），使得传感器能安置在性能不可受一定的影响的IIoT环境中。SmartMesh Motes及其相关网络管理板（network manager board）的核心是Eterna IEEE 802.15.4e SoC，它采用了该公司高集成度低功耗2.4GHz射频设计。它还拥有一个运行SmartMesh网络软件的ARM Cortex-M3 32位微处理器。

  能够支持工业4.0大范围的应用的无线传感器网络硬件正在不断出现。当下，在市场上能够找到达到所需性能水平的IC和模块，同时还可以应对电源预算、具有挑战性的工作环境条件和大量各式各样安全威胁等问题。因此，在未来几年，自动化程度提高带来的诸多好处将会开始在全世界内展现。

  工业物联网作为人机一体化智能系统的路径之一，正如火如荼地延展开来。Lux Research在2016年的报告中预测，2020年全球工业物联网产值将达到1510亿美元。然而，面对庞大的未来市场发展的潜力，如何找准发展趋势却难如破冰。 “厚积薄发，稳如磐石” 成立于2014年11月的深圳市厚石网络科技有限公司（以下简称厚石）将深厚的技术积累和稳定的品质保证铸造为品牌基因，在短短的两年内完成了试航之旅：架构设立、人才建设、流程梳理以及业务推广，业绩取得了突破性进展！厚石已在工业物联网领域脱颖而出，成为推动行业发展的一支新兴力量。 2017年新年之际，gongkong®来到了毗邻中华世纪坛的厚石北京办公室，林木掩映中一座木屋闹中取静。进入木屋回廊，返

  发展的新兴力量！ /

  物联网时代，对于就业市场的改变，我们正真看到的不仅是很多从事传统工作的从业人员向IT相关工作的转移，我们还必须要格外注意到新增的就业岗位所要求的职业技能水平要明显高于现有的水平。正如《天下无贼》里面黎叔的经典台词“二十一世纪最珍贵的是人才”一样，面临物联网的转型，无论是企业还是个人都要积极的改变。 本篇文章小编带领大家来盘点工业物联网时代五大热门岗位。 1.工业数据工程师 《哈佛商业评论》曾经将数据工程师称为21世纪“最性感的工作”。目前，数据工程师岗位在电子商务和消费等领域需求量开始上涨非常强烈。因为这一些行业也进入了世界工业物联网的系统。工业数据科学家的工作任务是提取和分析数据，并应用这一些数据发现产品的问题以便对产品的进一步

  20日，全球第一款支持三大工业无线国际标准的物联网专用芯片正式在渝发布。据悉，该芯片可大范围的应用于智能工业、智能电网、智能交通等领域。标志着我国在工业物联网技术领域达到世界领先水平。 工业物联网通过支持设备间的交换与互联，提供低成本、高可靠、高灵活的新一代制造信息系统和环境，能够降低自动化成本、提高自动化系统应用场景范围，对于提升制造业信息化水平、推动工业化与信息化的深层次地融合、助推产业体系优化升级起到及其重要的作用。其中，工业无线通信是工业物联网的关键技术，对响应时间、抗干扰和可靠性极高，常规民用芯片不足以满足其要求。 重庆邮电大学校长李银国介绍，此次由重庆邮电大学和台湾达盛电子股份有限公司联合推出的全球第一款工业物联网核心芯片

  今年春季，一场新冠病毒带来的肺炎疫情猝然袭来。它不仅让每个普通人时刻提防健康风险，对广大企业而言，更面临着巨大的运维挑战。在这样的趋势面前，一种由工业物联网、人工智能、AR/VR、大数据分析、预测性维护等技术支撑的“智能运维”新模式应运而生。它的推出，标志着全行业运维智能化、数字化转变发展方式与经济转型的“拐点”已经到来。 疫情带来的“冰山效应”：从短期挑战到深层变革 在疫情期间，除了全社会防疫抗疫的最新动向之外，广大企业的生产运营情况也牵动着人们的心。保障产业经济和物资供应不因疫情受到严重冲击，慢慢的变成了了对抗疫情的重要一环。然而我们注意到，在突如其来的疫情影响下，很多企业在生产、运维上的应对却有些“措手不及”。 比如，疫情爆发后，

  高性能、超低功耗的Atmel SMART ARM Cortex-A5 MPU系列，提供较低的系统总成本、高级安全特性、DDR3内存支持和超小型封装 Atmel公司（纳斯达克股票交易代码：ATML）今日推出全新的Atmel SMART ARM Cortex -A5微处理器（MPU）系列，其功耗达到业内同类MPU中最低。该MPU在休眠模式下的功耗小于200 A ，唤醒时间仅为30 s，并提供一种全新的备份模式，能够以50 A的功耗自动刷新DDR。Atmel SMART SAMA5D2系列MPU具备极高的系统集成度，新增了一个完整的音频子系统，减少了引脚数量，超小型封装适合空间存在限制的应用，并针对工业物联网（IoT）、可

  时间敏感的工业物联网 (IIoT) 网络需要超低延迟连接才能正常运行。一种解决方案是集成高性能软件定义无线电 (SDR) 平台，该平台具有现场可编程门阵列 (FPGA)，可实现低延迟网络。这一些平台还提供了高度的互操作性和可重构性，可以极大地使 IIoT 网络受益，尤其是在技术进步快速地发展的情况下。 众所周知，采用 FPGA 的 SDR 平台具有确定性和低延迟，但它们还具有广泛的调整范围和广泛的灵活性，有助于将设备与 IIoT 生态系统中使用的一系列协议进行连接。 什么是工业物联网？ IIoT 通过在各种设备之间提供强大的连接性，正在彻底改变工厂。直到最近，有线通信一直主导着行业的连接性。工厂正在用无线网络取代有线连接，

  （IIoT）应用的SDR /

  在评估用于IIoT的Wi-Fi MCU时，设计人需要考虑多种功能，例如ADC，接口，安全性和互操作性。 随着工业物联网（IIoT）的发展，趋势是在单个片上系统（SoC）中而不是在多个分立设备中执行更多功能，因为其结果是材料清单更少，设计风险更小且占地面积更小。一个很好的例子是Wi-Fi微控制器（MCU），它将Wi-Fi与处理器和GPIO集成在一起，以满足各种应用程序的需求。Wi-Fi MCU要谨慎选择，有多个因素需要仔细考虑，理解它们很重要。 当今市场上存在低成本的Wi-Fi选型，但通常会在外围设备数量和整体性能方面做出牺牲。这在某种程度上预示着选择最佳的Wi-Fi MCU具有挑战性和风险，因为启用Wi-Fi的MCU不仅一定要有强大的W

  Wi-Fi MCU选型时有必要了解的内容 /

  摘要 在发展工业物联网 (IoT) 以及满足相关的工业传感器无线连网需求方面，已经做了很多。不过，工业设施及应用的网络需求与家用环境完全不同，可靠性和安全性是高居工业应用要求的榜首。本文重点讨论特定于工业无线传感器网络的一些关键网络要求。 引言 低功率处理器、智能无线网络和低功率传感器以及 大数据 分析的出现导致人们对工业物联网兴趣大增。简言之，这些技术相结合使得能够将大量传感器放置到任何地方：不仅是通信和电力基础设施存在的地方，也可以是任何有宝贵信息需要收集的地方，这一些信息关乎 物体 的行为方式、在哪里或者是什么。给诸如机器、泵、管道、火车车厢等 物体 配备传感器的做法在工业界并不是什么新鲜事。从炼油厂到生产线

  的无线传感器网络 /

  的部署

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