近日,，工業(yè)和信息化部官網(wǎng)發(fā)布的《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃（2021-2023年）》）指出,，未來三年將是我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速成長期，工信部將著力解決工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中的深層次難點(diǎn),、痛點(diǎn)問題,，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，帶動(dòng)數(shù)字產(chǎn)業(yè)化,。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)融合應(yīng)用不同于互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用,，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的主戰(zhàn)場在實(shí)體經(jīng)濟(jì)，面向工業(yè),、立足工業(yè),、服務(wù)工業(yè)。本文以ADI行業(yè)領(lǐng)先的產(chǎn)品與技術(shù)解決方案為例,，闡述如何突出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心優(yōu)勢,，促進(jìn)制造業(yè)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型創(chuàng)新體系和發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，持續(xù)拓展產(chǎn)業(yè)發(fā)展新空間,，推動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新,。

　　軟硬件賦能，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用持續(xù)深化

　　開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)軟硬件研發(fā),，推動(dòng)新一代信息技術(shù)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的融合技術(shù)研究,，強(qiáng)化對(duì)工業(yè)裝備、工業(yè)控制系統(tǒng)、工業(yè)軟件的帶動(dòng)提升,，將進(jìn)一步壯大工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài),、拓展創(chuàng)新發(fā)展新空間。其中,，數(shù)字化產(chǎn)品需要更為廣泛的普及,，工業(yè)5G芯片/模組/網(wǎng)關(guān)、智能傳感器,、邊緣計(jì)算芯片等新型數(shù)字化元器件隨著技術(shù)成熟度的不斷提升,，將帶動(dòng)設(shè)備、產(chǎn)線智能改造成本持續(xù)下降,，可視化、低代碼開發(fā)工具不斷優(yōu)化,，工業(yè)軟件開發(fā)運(yùn)用難度也將逐漸降低,，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)解決方案供應(yīng)商方案輸出能力得到有力深化，覆蓋領(lǐng)域持續(xù)拓展,，生產(chǎn)各環(huán)節(jié)數(shù)字化水平不斷提升,。

　　在工業(yè)互聯(lián)聯(lián)網(wǎng)的過程中，基于狀態(tài)的監(jiān)控（CbM）是一種越來越重要的策略并有可能最先落地實(shí)踐,，隨著使用Python和MATLAB的開源開發(fā)平臺(tái)的出現(xiàn),，CbM的應(yīng)用也越來越廣泛。ADI最近發(fā)布了一個(gè)新的硬件開發(fā)工具包CN0549,，用于以振動(dòng)為中心的基于狀態(tài)的監(jiān)測,。該套件能夠與現(xiàn)有的硬件處理器接口，包括與Arduino外形尺寸兼容的FPGA和基于微控制器的單元兼容,，因此具有較好的設(shè)計(jì)可移植性,。

　　作為一個(gè)由三部分組成的工具包，CN0549為硬件設(shè)計(jì)師,、軟件工程師和算法開發(fā)人員提供了一個(gè)部署基于振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測的快速開發(fā)平臺(tái),，該工具包提供了所需的HDL和軟件，并具有開源許可,，允許通過ADI的傳感器工具箱和pyadi iio將數(shù)據(jù)遷移到MATLAB和Python,。

　　CN0549硬件平臺(tái)示例連接到DE10Nano，SMA接口連接到MEMS傳感器

　　基于IEPE接口,，CN0549 CBM平臺(tái)采用的振動(dòng)傳感器技術(shù)采用2線制標(biāo)準(zhǔn),，由電流源驅(qū)動(dòng)，確定的參考電壓通常在10 V和30 V之間,。來自傳感器的信號(hào)被施加在參考電壓上,，對(duì)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，這種調(diào)制信號(hào)提供了時(shí)域和頻域的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可以利用信號(hào)處理技術(shù)來開發(fā)相干數(shù)據(jù)算法,。確保數(shù)據(jù)完整性的一個(gè)關(guān)鍵因素是將MEMS傳感器連接起來以監(jiān)控設(shè)備,。ADI專門設(shè)計(jì)了一個(gè)安裝板來解決這個(gè)問題，允許傳感器和被監(jiān)測設(shè)備之間有一個(gè)可重復(fù)的接口,。

　　CN0549系統(tǒng)的簡化框圖,，顯示了與24位AD7768-1精密ADC接口的IEPEADXL1002 MEMS傳感器。

　　振動(dòng)監(jiān)測只是預(yù)防性維護(hù)狀態(tài)監(jiān)測策略中應(yīng)用的一種方法,，物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)和工業(yè)自動(dòng)化的普及還將意味著人類的體力勞動(dòng)更少,，在系統(tǒng)監(jiān)控和管理方面需要不斷發(fā)展的技能。制造商則需要更靈活的系統(tǒng)來快速輕松地適應(yīng)不斷變化的要求,，而不能再依賴為批量市場產(chǎn)品和可預(yù)測需求設(shè)計(jì)的固定的大規(guī)模系統(tǒng),。ADI新推出的AD74412R和AD74413R具有可重構(gòu)的模塊通道，可以快速,、輕松地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)靈活的控制系統(tǒng),，同時(shí)無需進(jìn)行大規(guī)模的重新布線。這極大地提高了制造商和工業(yè)運(yùn)營商的實(shí)現(xiàn)速度和靈活性,，并使其能夠在不大量增加成本和停機(jī)時(shí)間的情況下進(jìn)行更改,。

　　部署更為高速可靠的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)

　　此外，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新一輪的快速發(fā)展周期內(nèi),，企業(yè)產(chǎn)線建設(shè)的升級(jí)優(yōu)化,，扁平化、柔性化,、有線無線互補(bǔ)并進(jìn)的趨勢更加明朗,，工業(yè)現(xiàn)場總線向工業(yè)以太網(wǎng)方向演進(jìn)，時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）,、確定性網(wǎng)絡(luò),、邊緣計(jì)算等技術(shù)加速發(fā)展。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢是能夠充分利用傳感器采集的不斷增加的數(shù)據(jù)做出更好的決策,，而在整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中,，能否及時(shí)獲取和傳輸數(shù)據(jù)取決于網(wǎng)絡(luò)連接。因此,，為應(yīng)對(duì)日益增長的數(shù)據(jù)量,，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及制造工藝流程和方法都必須不斷改進(jìn)。智能,、互聯(lián)的自動(dòng)化環(huán)境需要數(shù)字連接控制系統(tǒng),、工業(yè)設(shè)備、產(chǎn)線機(jī)器人等,，以創(chuàng)建和共享信息,。這些機(jī)器采用的通信方式以及部署的工廠通信網(wǎng)絡(luò)是企業(yè)的核心，也是推動(dòng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵。

　　可以預(yù)見,，未來的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用必須支持各種常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，如PROFINET、EtherNet/IP?,、EtherCAT?,、POWERLINK?等常用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，以及線狀和環(huán)狀拓?fù)浜托切瓮負(fù)?。ADI打造的fido5000系列產(chǎn)品是具有兩個(gè)以太網(wǎng)端口的實(shí)時(shí)以太網(wǎng),、多協(xié)議 （REM） 交換芯片，是可編程的 IEEE 802.3 10 Mbps/100 Mbps 以太網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本 6 （IPv6） 和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議版本 4 （IPv4） 交換機(jī),，可虛擬支持任意 2 層或 3 層協(xié)議,。另外，它可以連接任何主機(jī)處理器,，這讓開發(fā)人員可以使用自己的處理器和他們首選的開發(fā)環(huán)境,。

　　值得一提的是，fido5000還支持時(shí)間敏感型網(wǎng)絡(luò) （TSN）,，未來基于TSN的工業(yè)以太網(wǎng)應(yīng)用的需求將能夠滿足運(yùn)動(dòng)控制或安全等應(yīng)用非常苛刻的實(shí)時(shí)要求,。在工業(yè)環(huán)境中,，即使一毫秒的通信延遲也可能會(huì)對(duì)制造商的產(chǎn)品質(zhì)量、吞吐量和效率產(chǎn)生負(fù)面,、成本高昂的影響,。而ADI推出的新型Chronous?系列工業(yè)以太網(wǎng)解決方案ADIN1300，進(jìn)一步致力于解決部署具有低延遲和較小封裝尺寸的工業(yè)以太網(wǎng)連接方面的重要挑戰(zhàn),，以確保實(shí)時(shí)可靠的工業(yè)通信,，從而縮短工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)周期時(shí)間。這是一款工業(yè)以太網(wǎng)物理層（PHY）產(chǎn)品,，以幫助制造商應(yīng)對(duì)關(guān)鍵的工業(yè)4.0和智能工廠在通信上的挑戰(zhàn),，包括數(shù)據(jù)集成、同步,、終端連接和系統(tǒng)互操作性,。

　　本文小結(jié)

　　我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在歷經(jīng)三年起步期后，已經(jīng)打下了良好的發(fā)展基礎(chǔ),?！笆奈濉睍r(shí)期，將是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)立足我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)內(nèi)生動(dòng)力,，發(fā)揮5G,、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新一代信息技術(shù)引領(lǐng)作用,，實(shí)現(xiàn)并跑領(lǐng)跑的關(guān)鍵階段,。ADI專注于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新突破，能夠?yàn)楣I(yè)客戶提供在感知,、測量,、解讀、通信,、網(wǎng)絡(luò)安全和邊緣計(jì)算等各個(gè)環(huán)節(jié)中的產(chǎn)品和解決方案,，與行業(yè)一起探索更快實(shí)現(xiàn)工業(yè) 4.0 的途徑。