01 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)

我們從不同的角度闡述工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，以便更深入地把握其內(nèi)涵。

1.1 基于系統(tǒng)概念的IIoT架構(gòu)描述

從工業(yè)系統(tǒng)的角度，文獻(xiàn)[4]給出了比較簡(jiǎn)潔的IIoT系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分為三層：物理層、通信層和應(yīng)用層。

物理層

由廣泛部署的物理設(shè)備組成，如傳感器、執(zhí)行器、制造設(shè)備、設(shè)施實(shí)用程序以及其它工業(yè)制造和自動(dòng)化相關(guān)對(duì)象。

通信層

由眾多通信網(wǎng)絡(luò)的集成，如無線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)（WSANs）、5G、M2M、SDN等。在智能工業(yè)應(yīng)用中，各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將必然支持相當(dāng)數(shù)量的傳感器和執(zhí)行器的互連。

應(yīng)用層

由各種工業(yè)應(yīng)用組成，包括智能工廠、智能供應(yīng)鏈等。這些智能工業(yè)應(yīng)用利用眾多的傳感器和執(zhí)行器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、精確控制和有效管理。

上述結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，便于理解IIoT的基本概念。

1.2 面向服務(wù)的IoT體系架構(gòu)描述

文獻(xiàn)[2]描述了面向服務(wù)（SOA）的IoT體系架構(gòu)，這種體系架構(gòu)強(qiáng)調(diào)異構(gòu)設(shè)備之間的可擴(kuò)展性、可伸縮性、模塊化和使用不同技術(shù)的互操作性，便于從技術(shù)層面理解IIoT。該結(jié)構(gòu)分為四層：傳感層、網(wǎng)絡(luò)層、服務(wù)層以及接口層。

傳感層

傳感層是物聯(lián)網(wǎng)的基本特征，由傳感（例如RFID和智能傳感器等）以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)感知/采集協(xié)議構(gòu)成。

物聯(lián)網(wǎng)可以看作是一個(gè)能夠在全球范圍內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程連接和控制的網(wǎng)絡(luò)。這種對(duì)物體實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程連接與控制的基本需求是傳感（感知）。在傳感層，帶有標(biāo)簽或傳感器的無線智能系統(tǒng)能夠在不同的設(shè)備之間自動(dòng)感知和交換信息。這些技術(shù)顯著提高了物聯(lián)網(wǎng)感知和識(shí)別物體或環(huán)境的能力。在某些工業(yè)中，需要分配通用唯一標(biāo)識(shí)符（UUID）給每個(gè)可能的服務(wù)或設(shè)備，具有UUID的設(shè)備可以很容易地識(shí)別和檢索。

網(wǎng)絡(luò)層

網(wǎng)絡(luò)層的作用是實(shí)現(xiàn)所有物體的連接，并允許設(shè)備與連接的其它設(shè)備共享信息。網(wǎng)絡(luò)層實(shí)際上由多種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

網(wǎng)絡(luò)層能夠從現(xiàn)有的IT基礎(chǔ)設(shè)施（如商業(yè)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、電網(wǎng)、醫(yī)療系統(tǒng)、ICT系統(tǒng)等）獲取信息并聚合信息。在IIoT中，提供服務(wù)的設(shè)備通常部署在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，所有相關(guān)的設(shè)備都被引入到服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中。此過程可能涉及QoS管理和滿足用戶應(yīng)用的需求。另一方面，對(duì)于動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)來說，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)是非常重要的。設(shè)備需要自動(dòng)分配角色來部署、管理和調(diào)度，并根據(jù)需要隨時(shí)切換到任何其它角色。這些功能使設(shè)備能夠合作完成任務(wù)。為了設(shè)計(jì)IIoT的網(wǎng)絡(luò)層，設(shè)計(jì)者需要解決諸如異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)問題，能源有效性，QoS要求，服務(wù)發(fā)現(xiàn)和檢索，數(shù)據(jù)和信號(hào)處理，安全性和隱私性，等等。

服務(wù)層

服務(wù)層依賴于中間件技術(shù)，該技術(shù)提供了無縫集成物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和應(yīng)用程序的功能。中間件技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)提供了一個(gè)低成本的平臺(tái)，其中的硬件和軟件平臺(tái)可以重復(fù)使用。服務(wù)層主要提供一個(gè)由不同組織開發(fā)的中間件的服務(wù)規(guī)范。一個(gè)良好的服務(wù)層將能夠識(shí)別通用的應(yīng)用需求，并提供API和協(xié)議來支持和滿足所需的服務(wù)、應(yīng)用和用戶需求。服務(wù)層還處理所有面向服務(wù)的問題，包括信息交換和存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)管理、搜索引擎和通信。

接口層

在IIoT中，大多數(shù)設(shè)備由不同的制造商/供應(yīng)商制造，因此，它們可能遵循不同的標(biāo)準(zhǔn)/協(xié)議。由于異構(gòu)性的存在，在信息交換、設(shè)備之間的通信以及不同設(shè)備之間的協(xié)同事件處理等方面存在著許多交互問題。此外，參與物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備不斷增加，使得動(dòng)態(tài)連接、通信、斷開連接和操作變得更加困難。接口層也有必要簡(jiǎn)化事物的管理和互聯(lián)。通用即插即用（UPnP），定義了一個(gè)規(guī)范，用于促進(jìn)提供的各種服務(wù)的交互。接口概要文件用于描述應(yīng)用程序和服務(wù)之間的規(guī)范。

1.3基于云的IIoT基礎(chǔ)架構(gòu)描述

文獻(xiàn)[5]描述了典型的基于云的IIoT基礎(chǔ)架構(gòu)，由三層組成：設(shè)備層，網(wǎng)關(guān)層和云服務(wù)層。

設(shè)備層

設(shè)備層包括異構(gòu)IIoT設(shè)備，從功能強(qiáng)大的計(jì)算單元到極低功耗的微控制器，不一而足。這些設(shè)備通過各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)關(guān)層。

大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的資源有限，包括內(nèi)存大小、計(jì)算能力和通信帶寬等。此外，這些設(shè)備及其所采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有高度的異構(gòu)性，給IIoT設(shè)備的互連帶來了很大的挑戰(zhàn)。由于異構(gòu)性，設(shè)備之間的互操作性應(yīng)當(dāng)放在首位，以使得異構(gòu)設(shè)備可以在語法和語義上以用戶可接受的形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

網(wǎng)關(guān)層

大多數(shù)公司和組織都部署自己的自定義網(wǎng)關(guān)來管理本地IIoT網(wǎng)絡(luò)，聚合數(shù)據(jù)，并充當(dāng)通往云的橋梁。這些定制的網(wǎng)關(guān)通常是已部署的IIoT基礎(chǔ)設(shè)施的組成部分，直接導(dǎo)致“煙囪式”解決方案。這進(jìn)一步導(dǎo)致了互操作性問題，即一個(gè)組織提供的數(shù)據(jù)和服務(wù)不能被其他組織的設(shè)備共享或使用（由于不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，數(shù)據(jù)格式等），并且所采用的安全機(jī)制通常是專有的。

云服務(wù)層

云服務(wù)層提供與云相關(guān)的功能，例如數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)和應(yīng)用服務(wù)，以管理本物聯(lián)網(wǎng)提供的數(shù)據(jù)。本地物聯(lián)網(wǎng)和云服務(wù)層共同構(gòu)成了最常見的現(xiàn)有基于云的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。

02 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 識(shí)別和追蹤技術(shù)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)涉及的識(shí)別和跟蹤技術(shù)包括RFID系統(tǒng)、條形碼和智能傳感器等。一個(gè)簡(jiǎn)單的RFID系統(tǒng)由一個(gè)RFID閱讀器和一個(gè)RFID標(biāo)簽組成。RFID系統(tǒng)具有識(shí)別、跟蹤和跟蹤設(shè)備的能力，其越來越多地應(yīng)用于物流、供應(yīng)鏈管理和醫(yī)療服務(wù)監(jiān)控等行業(yè)。RFID系統(tǒng)的還能提供所涉及設(shè)備的實(shí)時(shí)信息，降低人工成本，簡(jiǎn)化業(yè)務(wù)流程，提高庫(kù)存信息的準(zhǔn)確性，提高業(yè)務(wù)效率。基于RFID的應(yīng)用仍有很大的發(fā)展空間應(yīng)用。

為了進(jìn)一步推動(dòng)RFID技術(shù)的發(fā)展，RFID可以與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，更好地實(shí)時(shí)跟蹤物體。特別是新興的無線智能傳感器技術(shù)，如電磁傳感器、生物傳感器、船外傳感器、傳感器標(biāo)簽、獨(dú)立標(biāo)簽和傳感器設(shè)備等，進(jìn)一步促進(jìn)了工業(yè)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。將智能傳感器獲取的數(shù)據(jù)與RFID數(shù)據(jù)集成，可以創(chuàng)建更適用于工業(yè)環(huán)境的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

2.2 通信技術(shù)

IIoT涉及到無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、無線局域網(wǎng)等多種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。這些網(wǎng)絡(luò)幫助工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)交換信息。網(wǎng)關(guān)能夠促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)上各種設(shè)備之間的通信，網(wǎng)關(guān)還可以用來處理網(wǎng)絡(luò)上通信中涉及的復(fù)雜節(jié)點(diǎn)。不同的設(shè)備可能有不同的QoS需求，比如性能、能源效率和安全性。許多設(shè)備需要電池，因此，降低這些設(shè)備的能源消耗是一個(gè)首要問題。工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中還涉及利用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議，主要通信協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)如：RFID、NFC、IEEE802.11（WLAN）、IEEE 802.15.4（ZigBee）、IEEE 802.15.1（藍(lán)牙）、多跳無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、機(jī)器對(duì)機(jī)器（M2M）、傳統(tǒng)IP技術(shù)如IP、IPv6等。

2.3 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)有很多跨層協(xié)議，如無線傳感器或Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)（AHNs）。由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的設(shè)備通常具有不同的通信和計(jì)算能力，以及不同的QoS要求，因此，在應(yīng)用于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)之前，有的需要進(jìn)行修改。相比之下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)通常對(duì)硬件和網(wǎng)絡(luò)通信有相同的要求，因此，不需要改變。此外，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)利用互聯(lián)網(wǎng)支持信息交換和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和AHNs不需要使用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信。

2.4 服務(wù)管理

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)管理是指為滿足用戶或應(yīng)用需求而進(jìn)行的優(yōu)質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)管理。OSGi平臺(tái)是一個(gè)很好的例子，它應(yīng)用了一個(gè)動(dòng)態(tài)SOA（面向服務(wù)）架構(gòu)來支持智能服務(wù)的部署。開發(fā)服務(wù)網(wǎng)關(guān)協(xié)議OSGi （Open Services Gateway Initiative）作為一種有效的服務(wù)部署模塊化平臺(tái)，被廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境中（如移動(dòng)應(yīng)用、插件、應(yīng)用服務(wù)器等）。在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，基于OSGi平臺(tái)的服務(wù)組合可以由Apache Felix iPoJo實(shí)現(xiàn)。服務(wù)可以分為兩種類型：主要服務(wù)和次要服務(wù)。在面向服務(wù)的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，可以按照以下步驟創(chuàng)建并部署服務(wù)：1）開發(fā)服務(wù)組合平臺(tái)；2）抽象設(shè)備的功能和通信能力；3）提供一套共同的服務(wù)。服務(wù)標(biāo)識(shí)管理包括上下文管理和對(duì)象分類。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還可以為網(wǎng)絡(luò)中的每一個(gè)真實(shí)物體建造一面鏡子。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還具有面向服務(wù)和上下文感知的體系結(jié)構(gòu)，其中每個(gè)虛擬和物理對(duì)象都可以彼此通信。

03 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的對(duì)比

總體上，IIoT可看作是IoT的一個(gè)子集。

（1）服務(wù)類型不同

通常的物聯(lián)網(wǎng)仍然以人為中心，“物”是智能電子設(shè)備之間的互動(dòng)、相互聯(lián)系，以增加人類對(duì)周圍環(huán)境感知和響應(yīng)。一般來說，物聯(lián)網(wǎng)通信可以分為機(jī)器對(duì)用戶通信和客戶機(jī)-服務(wù)器交互兩類。

IIoT中的通信是面向機(jī)器的，可橫跨各種不同的市場(chǎng)和應(yīng)用。IIoT場(chǎng)景包括：i）監(jiān)視類應(yīng)用，例如工廠生產(chǎn)過程的監(jiān)視，和ii）對(duì)于自組織系統(tǒng)的創(chuàng)造應(yīng)用，例如自動(dòng)化的工業(yè)工廠。

（2）連接設(shè)備不同

物聯(lián)網(wǎng)更注重設(shè)計(jì)新的標(biāo)準(zhǔn)，以一個(gè)靈活的、用戶友好的方式將新的設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)。相比之下，目前的IIoT設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)的是集成和連接工廠、機(jī)器，從而提供更高效的生產(chǎn)和新服務(wù)?；谶@個(gè)原因，與物聯(lián)網(wǎng)相比，IIoT可以與其說是一場(chǎng)革命，不如說是一場(chǎng)進(jìn)化。

（3）網(wǎng)絡(luò)要求不同

物聯(lián)網(wǎng)更加靈活，允許臨時(shí)和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有較低的時(shí)序和可靠性要求（除醫(yī)療應(yīng)用程序）。另一方面，IIoT通常使用固定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)固定、中心化網(wǎng)絡(luò)管理。IIoT的通信是機(jī)器對(duì)機(jī)器的連接，必須滿足嚴(yán)格的實(shí)時(shí)性和可靠性要求。

（4）數(shù)據(jù)量不同

物聯(lián)網(wǎng)生成的數(shù)據(jù)來自于應(yīng)用，因此，其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量中等或者大量。而IIoT目前更多的是大數(shù)據(jù)分析，例如預(yù)測(cè)工業(yè)維護(hù)，因此，在IIoT中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量非常大。

04 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用

4.1 IIoT應(yīng)用概述

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的重要分支，其應(yīng)用很廣闊，特別是在能源、交通運(yùn)輸（鐵路和車站、機(jī)場(chǎng)、港口）、制造（采礦、石油和天然氣、供應(yīng)鏈、生產(chǎn)）等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用。

在談到工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用時(shí)，有兩點(diǎn)值得注意：

一是類似物聯(lián)網(wǎng)概念的工業(yè)應(yīng)用已有較長(zhǎng)的歷史。例如，過程控制和自動(dòng)化系統(tǒng)、工業(yè)以太網(wǎng)和無線局域網(wǎng)（WALN）、可編程邏輯控制器（PLC）、無線傳感器和射頻識(shí)別技術(shù)標(biāo)簽（RFID）等。但這些應(yīng)用主要是基于“自動(dòng)化”考慮，而且也不與企業(yè)外部連接。

二是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的概念和技術(shù)可以擴(kuò)展應(yīng)用到一些“非工業(yè)行業(yè)”，例如健康、安防、交通，等等。

在《工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)白皮書》（2017版，中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究院）[5]中，描述了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的四個(gè)應(yīng)用項(xiàng)目，包括：基于機(jī)床物聯(lián)網(wǎng)的租賃應(yīng)用、基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的新保險(xiǎn)模式、實(shí)現(xiàn)磨輥間軋輥流轉(zhuǎn)的全程自動(dòng)控制、基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的物流自動(dòng)化。但該白皮書沒有給出IIoT更全面的應(yīng)用描述。

4.2 IIoT的應(yīng)用分類

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT的應(yīng)用可分為過程自動(dòng)化（PA）應(yīng)用和工廠自動(dòng)化（FA）應(yīng)用[4]。

4.2.1 過程自動(dòng)化

過程自動(dòng)化，其特征是一個(gè)工業(yè)過程，例如在化工、石油和發(fā)電廠的“自主”過程，在很少甚至沒有人為干預(yù)的情況下實(shí)現(xiàn)控制和管理。過程自動(dòng)化系統(tǒng)通常集成傳感器、控制器和執(zhí)行器，以實(shí)現(xiàn)信息收集、交互和過程驅(qū)動(dòng)。

電力系統(tǒng)自動(dòng)化（PSA）就是過程自動(dòng)化的一個(gè)例子，其目的是通過各種儀表和控制裝置對(duì)發(fā)電、配電和用戶系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制、監(jiān)測(cè)和保護(hù)。PSA包含三個(gè)關(guān)鍵組件：數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制。數(shù)據(jù)采集用于從各種傳感和控制設(shè)備收集數(shù)據(jù)，這些設(shè)備可以在本地或數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理；遠(yuǎn)程監(jiān)控用于監(jiān)控電力系統(tǒng)的狀態(tài)，提醒操作中心異常情況，防止停電；PSA控制起到操作電力系統(tǒng)的作用，從操作中心控制變電站。

4.2.2 工廠自動(dòng)化

工廠自動(dòng)化，即制造過程的自動(dòng)化，利用機(jī)器人系統(tǒng)和裝配線機(jī)械來實(shí)現(xiàn)，以提高生產(chǎn)能力和效率。例如，機(jī)械臂的外觀和驅(qū)動(dòng)力通常與人類相似，并且能夠作為人類操作員執(zhí)行功能，但具有更強(qiáng)的魯棒性、生產(chǎn)力、精度和效率。在相同的目標(biāo)下，裝配線通常將復(fù)雜的任務(wù)分解成更小的子任務(wù)，并根據(jù)設(shè)計(jì)的工作流程執(zhí)行分步操作。

4.2.3 IIoT的基本性能特征

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的性能要求與面向消費(fèi)者的物聯(lián)網(wǎng)顯著不同，特別是在時(shí)間、規(guī)模和可靠性方面。這三個(gè)基本的性能特征可以用循環(huán)時(shí)間（cycle time）、節(jié)點(diǎn)數(shù)和可靠性來描述。

循環(huán)時(shí)間：接收控制中心發(fā)出的命令、并將傳感器數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心所需的時(shí)間。循環(huán)時(shí)間取決于不同的應(yīng)用。例如，一般過程自動(dòng)化的循環(huán)時(shí)間約為數(shù)百毫秒。

節(jié)點(diǎn)數(shù)：工作區(qū)中一個(gè)控制器覆蓋的節(jié)點(diǎn)數(shù)，它表示了系統(tǒng)的大小。

可靠性：其特征在于信息傳輸?shù)馁|(zhì)量，可以使用包錯(cuò)誤率（PER，Packet Error Rate）度量。顯然，IIoT對(duì)可靠性的要求很高，例如，對(duì)一些工業(yè)環(huán)境，要求PER≤10-9。

4.3 IIoT的行業(yè)應(yīng)用

除了顯而易見的工廠自動(dòng)化應(yīng)用外，本節(jié)簡(jiǎn)要介紹工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在幾個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用。

4.3.1 智能電網(wǎng)

電網(wǎng)包括三個(gè)基本功能：電能的產(chǎn)生（發(fā)電）、傳輸和分配。對(duì)于傳統(tǒng)電網(wǎng)，由于許多因素，如消費(fèi)者的低效電器和缺乏智能技術(shù)、低效的電能輸送路由和分配、不可靠的通信和監(jiān)測(cè)，尤其是缺乏儲(chǔ)能機(jī)制，使得電網(wǎng)存在巨大的能源浪費(fèi)。此外，電網(wǎng)還面臨其它一些挑戰(zhàn)，包括不斷增長(zhǎng)的能源需求、可靠性、安全性、新興的可再生能源和老化的基礎(chǔ)設(shè)施問題等等。為解決上述諸多問題，基于信息處理和通信技術(shù)的智能電網(wǎng)（Smart Grid）便應(yīng)運(yùn)而生，而工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)中將扮演重要的角色。IIoT通過提供智能設(shè)備或IoT設(shè)備（例如傳感器，執(zhí)行器和智能儀表等）來監(jiān)控、跟蹤、分析和控制，將極大地改善智能電網(wǎng)的效能和安全性等。

4.3.2 交通

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在運(yùn)輸和物流領(lǐng)域?qū)l(fā)揮越來越重要的作用。隨著越來越多的物體配備條形碼、RFID標(biāo)簽或傳感器，運(yùn)輸和物流公司可以實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)地到整個(gè)供應(yīng)鏈的移動(dòng)運(yùn)輸實(shí)時(shí)監(jiān)控。此外，IIoT有望為交通系統(tǒng)和汽車制造業(yè)的轉(zhuǎn)型提供有前景的解決方案。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以跟蹤交通車輛的當(dāng)前位置、監(jiān)測(cè)其運(yùn)動(dòng)并預(yù)測(cè)其未來位置。其它的應(yīng)用，例如使用無人駕駛海上交通工具監(jiān)控海底狀況、穿越海洋收集數(shù)據(jù)等等。

4.3.3 礦業(yè)安全生產(chǎn)

由于地下礦山的工作條件，礦山安全問題受到越來越多的重視。為了預(yù)防和減少礦山事故的發(fā)生，需要利用IIoT對(duì)礦山災(zāi)害信號(hào)進(jìn)行感知，從而進(jìn)行災(zāi)害預(yù)測(cè)預(yù)警，以提高地下生產(chǎn)安全水平。通過在地表和地下使用RFID和無線通信技術(shù)，可以追蹤地下礦工的位置，并分析從傳感器收集到的關(guān)鍵數(shù)據(jù)來加強(qiáng)安全措施。另外，可以使用化學(xué)和生物傳感器對(duì)地下礦工進(jìn)行早期疾病檢測(cè)和診斷。這些化學(xué)和生物傳感器可以從人體和器官中提取信息生物信息，并檢測(cè)有害粉塵、有害氣體和其它會(huì)引起事故的環(huán)境危害。

4.3.4 食品供應(yīng)鏈

由于食品供應(yīng)鏈FSC具有較大的地理和時(shí)間尺度、復(fù)雜的運(yùn)營(yíng)流程，因此，食品供應(yīng)鏈具有分散性和復(fù)雜性等特點(diǎn)。這種復(fù)雜性給食品質(zhì)量管理、運(yùn)營(yíng)效率和公共食品安全帶來了諸多問題。IIoT可以精確跟蹤食品生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存、配送和消費(fèi)的整個(gè)流程。未來的FSC系統(tǒng)將更加安全、高效、可持續(xù)。一個(gè)典型的FSC工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)解決方案包括三個(gè)部分：現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，如WSN節(jié)點(diǎn)、RFID閱讀器/標(biāo)簽、用戶界面終端等；由分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的數(shù)據(jù)庫(kù)、服務(wù)器、各種軟小型計(jì)算機(jī)等骨干系統(tǒng)；無線局域網(wǎng)、蜂窩網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星、電力線通信、以太網(wǎng)等通信基礎(chǔ)設(shè)施。由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供了無處不在的聯(lián)網(wǎng)能力，所有這些元素都可以分布在整個(gè)FSC中。此外，IIoT還提供了有效的傳感功能，以跟蹤和監(jiān)測(cè)糧食生產(chǎn)過程。

4.3.5 健康服務(wù)

基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中無處不在的識(shí)別、傳感和通信能力，醫(yī)療系統(tǒng)中的所有對(duì)象（人、設(shè)備、藥物等）都可以被跟蹤并持續(xù)監(jiān)測(cè)。通過全球互聯(lián)互通，所有與醫(yī)療保健相關(guān)的信息，包括物流、診斷、治療、康復(fù)、藥物、管理、財(cái)務(wù)甚至日常活動(dòng)等，都可以被有效收集、管理和共享。例如，病人的心率可以由傳感器收集，然后發(fā)送到醫(yī)生的辦公室。使用個(gè)人終端及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入等，基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的醫(yī)療服務(wù)可以更具移動(dòng)性和個(gè)性化。