用户中心

资讯 > 业界新闻

【独家试验秘籍】如何从零开始搭建面向某一行业的物联网体例架构

作者:周杰2020.08.10阅读 4918


图片起源:CEChina

物联网给工业带来的好处和改造已经不言而喻, 工业物联网(IIoT)已经是每个行业改日兴旺发财的大势所趋。那么如何从零开始。 体例架构,结合多量试验 CONTROL ENGINEERING China版权所有
和摩尔定律犹如,其行业的“工业”属性越强,从左至右,足球社区互动。蕴涵:批发、医疗、安全、交通、楼宇、都邑、天然资源、制造业,足球社区互动。如下图所示,IoT Analytics划分了8大行业应用,足球社区互动。譬喻oneM2M和ETSI的划分是10大行业应用,不同的组织和公司对物联网应用的行业划分略有不同,虎扑足球论坛。IPv4的地址空间有约43亿个地址、全球人口总数约77亿。物联网连接的设备横跨多个行业,足球交流论坛。作为参照,Cisco预计同一时期这一数字将抵达263亿(包括手机、电视、电脑、汽车、机械设备等),Gartner预计2020年物联网将连接约200亿设备,物联网连接的设备(Things)数量也在飞速增长。

▎图1 物联网与垂直行业应用

因物联网各应用场景是有自身独立属性,譬喻异样来自IoT Analytics的调研数据,涌现出越来越多的物联网平台公司,球迷007足球论坛。物联网会应用到越来越多的细分行业,物联网领域不会出现寡头垄断的市场格式。最火的足彩论坛。随着智能感知、网络通讯、大数据存储与解决等技术的日益幼稚与本钱下降,和互联网领域不同,足球论坛哪个火。换言之,其设备建模、阐述和优化算法亦不尽相同,不光设备类型、通讯协议等不同,物联网在不同行业的应用。
从数据流向的维度开赴,结合试验,足球吧论坛。急速搭建面向某一行业的物联网体例架构,【独家尝试秘籍】如足球社区互动何从零初阶搭建面向某一行业的物联网体系架构。物联网体例要竣工的核心任务是数据采集(从PLC/传感器/第三方体例读取数据)、数据存储(同一数据形式、数据库的开发使用)、数据阐述(设备模型建模、基于特定宗旨的应用)和数据吐露(数据吐露图表、各类展示界面)。如何从零开始。
方法1 研究行业工艺,列出物联网设备清单;研究行业市场。
物联网的最底层是设备层(IoT Devices),譬喻机器人、AGV;传感器,譬喻ICT/AOI/FCT、三坐标丈量仪;主动化设备,足球直播论坛。譬喻机床、注塑机;测试设备,列出相关的临蓐设备,独家。根据产品的临蓐工艺流程,以分裂制造为例,尝试。列出物联网连接设备清单,则任何物联网平台都会成为无源之水。搭建物联网体例架构的第一步就是根据行业工艺流程,没有详尽的数据,这里也是数据起源。
在列出相关设备类型和型号的基础上,对待总线信号,秘籍。譬喻数字量信号(NPN信号、PNP信号等)、模仿量信号(电流信号、电压信号等)、其他信号(编码器信号、振动传感器信号等)、总线信号等,足球。阐述其数据传输类型。

▎图2 行业工艺与物联网设备

另一方面,竣工所谓的“设备全连接,打通各个子体例的数据孤岛,社区。以便竣工物联网体例对各个子体例进行同一监测和管控,即要考虑到物联网体例和相关体例的接口圭表和数据格式,互动。在物联网体例架构搭建阶段,OA)、安防体例(SPS)等,初阶。RMS)、人力资源和办公体例(HR,SRM)、物流管理体例(WMS,搭建。譬喻产品数据管理体例(PDM)、实验室管理体例(LIMS)、运营管理体例(ERP,也包括在产品生命周期:安排—>临蓐—>物流—>销售—>任职中使用的各类软件体例,物联网连接的设备不光是实体的机械设备和传感器。
在列出面向某一行业的物联网设备清单的基础上,譬喻国际机器人联合会(IFR),建面。我们可以从相关的行业协会,面向。其数据表格如表1所示;另一方面,某一。譬喻倘若要搭建一个机器人行业的物联网,一行。选择合适的安插架构(单机安插、集群安插)和任职器规格,分析考虑同时连接设备数量、每秒接收消息数量、规则引擎解决消息数量和数据留存周期等因素,然后初步估算搭建的物联网平台连接的设备数量。末了,我们需要列出每一个物联网设备的输入和输入数据表格。

▎表1 IoT设备(机器人)数据表格



▎图3 根据行业协会数据估算物联网平台连接设备数量

方法2 根据方法1的数据。
物联网参考架构的第二层是网络层,从而市场上没有现成的网络类产品可供使用,倘若设备清单的总线协议或者数据格式蕴涵用户自定义协议/格式,行业。也即需要选择合适的边缘计算产品。另一方面,联网。则需要网络产品具有当地解决功能,从而竣工对待机器人的预测性维持功能,体系。譬喻振动传感器,或者需要在机器人本体上加装非分特别的传感器,架构。选择合适的边缘网关产品即可;倘若搭建的平台连接的是机器人应用单元,则根据机器人统制器的总线协议,足球。获取机器人本体的各种数据,譬喻倘若搭建的平台只是连接机器人本体,选择合适的网络类产品,譬喻MQTT、CoAP等传输到平台层-物联网参考架构的第三层。我们需要根据上述的物联网设备清单,经过议定轻量化的物联网协议,这一层的主要功能是把设备层的各种数据。

▎图4 根据物联网设备清单选择网关规格

在物联网平台层的诸多功能中,数据库一般遵循如下维度进行分类:直播。关系型数据库(RDBMS)、非关系型数据库(NoSQL);阐述型数据库(OLAP)、操作型数据库(OLTP),论坛。数据库是最基本、也是最重要的功能。遵循数据类型(结构化数据、非结构化数据)和用途(操作型数据、阐述型数据)的不同。 CONTROL ENGINEERING China版权所有,譬喻电机电流信号、温度信号等,【独家尝试秘籍】如足球社区互动何从零初阶搭建面向某一行业的物联网体系架构。机器人运行的实时数据,足球直播论坛。机器人的临蓐厂家、序列号等数据可以寄存在关系型数据库中,足球。然后选择合适的数据库产品。以搭建连接机器人的物联网平台为例,我们可以了解所需获取的数据类型和用途,尤其是非关系型数据库技术的兴旺发财密不可分。根据上述的物联网设备清单。

▎图5 根据物联网设备数据表格选择数据库

根据方法1获得的设备数量,我们也可以估算数据库对待磁盘空间的需求。 CONTROL ENGINEERING China版权所有,倘若平台计划接入20%左右的 工业机器人≈设备,譬喻Cassandra需要大约9-18GB用于留存每天的机器人数据,不同的数据库需要不同的磁盘空间,在该操作下,每天进行约13亿次写操作,每秒钟要进行次写操作,社区。每一条消息蕴涵6个数据用于后台体例进行阐述和报表吐露。对数据库而言,这种应用背景下需要机器人物联网平台每秒钟解决2500条消息,每台机器人每分钟发送如下信息到云端 {“Load_Inertia”: 10.,互动。 “MotorTemperature”: 20., “ActualPosition”: 30., “ActualSpeed”: 40., “ActualAcceleration”: 50., “DeviceHealthAlarms”: 00}。
方法3 根据方法1的设备清单和方法2的数据。
设备的劳损或者使用不当会造成各类异常现象 足球直播论坛版权所有,以设备检修人员常用的简易诊断方法为例:
●听诊法-设备正常运转时所收回的声响总是具有一定的音律和节奏的,经过议定人的听觉功能就能对比出设备能否出现了重、杂、乱、怪的异常噪声。
●触测法-用人手的触觉可以检测设备的温度、振动及间隙的变化境况。
就是人脑使用各种触觉来获取设备的温、振、噪等信号。
用机器学习的算法可以获得犹如的推论。 CONTROL ENGINEERING China版权所有,然后可以使用提取的特征来训练机器学习模型,这些状态指示器用于襄理区分正常状态和故障状态的特征,进而可以从中提取状态指示器,我们可以对数据形式进行转换。
●对不同类型的故障进行分类。
●预估机器的糟粕使用寿命(RUL)。
●检测异常 。

▎图6 设备生效模型和设备预测性维持

我们可以根据所需的算法选择合适的大数据解决平台,对特征进行研究、提取和排序;使用频次和时频方法从振动数据中提取特征,经过议定基于数据和基于模型的技术(包括统计、频谱和时间序列阐述),其中包括分类、回归、聚类、协同过滤、降维等。MATLAB的Predictive Maintenance Toolbox工具箱提供了多个函数和一个交互式应用程序,其机器学习组件Spark MLlib由一些通用的学习算法及工具组成,集成了大数据相关的各种技能,譬喻Apache Spark 作为新一代轻量级大数据急速解决平台。
在获取数据和洞察的基础上,我们需要根据数据间的关系和我们希望突出显示的要点。
●对比-柱状图、直条图、圆形面积图、折线图等
●关系-散点图、气泡图等
●散布-列柱状图、3D区域图等
●组成-堆叠柱状图、饼图等





▎图7 选择合适的数据吐露图表

作者简介
周杰,浙江大学统制系研究生毕业后在 工业主动化/工业机器人/ 工业互联网行业有十多年工作经验。

版权声明:版权归足球直播论坛所有,转载请注明出处!

频道推举

关于我们

足球直播论坛 & CONTROL ENGINEERING China 全球工业统制、主动化和仪器仪表领域的先锋媒体

CE全球

联系我们

商务及广告合作
任小姐(北京) 夏小姐(上海)
电话:010- 电话
rendongxue@ xiashuxian@
新闻投稿:王小姐

关注我们的微信


友情链接

关于我们 | 网站地图 | 联系我们
© 2003-2020
公安机关备案 任职热线:010-