工業物聯網簡史 | 智能百科

工業物聯網的歷史有三個不同的技術發展故事：網絡連接、處理和存儲能力，以及傳感器和執行器。如果能了解每一項核心技術的發展時間表，將能準確了解相應時代工業環境中使用的連接設備的能力。

工業物聯網網絡連接

工業物聯網(IIoT)首字母縮略詞中的第二個“I”代表互聯網，其表明了網絡在工業物聯網中的重要性。直到20世紀90年代末和21世紀初，計算機和計算設備的標準狀態都是與互聯網斷開:必須采取特殊措施才能上網和連接。這與2022年的組織生活幾乎相反，那時經常需要采取特殊措施來斷開聯系。

大多數早期的網絡技術都是有線的:連接需要電纜將設備物理連接到網絡上。網絡帶寬，在一段時間內可以傳輸的數據量。對于10BASE-T以太網連接來說，這是20世紀80年代末和90年代初建立的最廣泛使用的標準之一，允許每秒傳輸10兆的數據。在當代，有線網絡支持每秒1000兆的數據連接(1000BASE-T或1千兆)，甚至現代以太網連接支持每秒10千兆的數據連接(10GBASE-T)。

無線和蜂窩網絡消除了對每個設備的電纜需求，這是工業物聯網的一個重大轉變。802.11b于1999年標準化，是許多制造商產品支持的首批標準之一，也是2020年制定的Wi-Fi 6E標準的前身。現代Wi-Fi設備不僅能提供比早期設備快50到800倍的速度，且還能在比以前的設備更密集的無線電環境中可靠地運行。

蜂窩網絡是全球范圍內智能手機覆蓋所依賴的網絡，其在速度、容量和能效方面都取得了類似的改進，從支持大約每秒0.1兆比特的早期2G網絡，到提供每秒200兆比特甚至更高連接的現代5G網絡。

工業物聯網也有在范圍、電力使用和速度方面做出不同權衡的技術的故事。范圍可達300英尺左右的射頻識別，和需要近距離接觸的近場通信技術在工業物聯網設置中都很有用。RFID通常用于資產跟蹤，NFC用于訪問控制、支付或數據交換。

其他技術，如遠程廣域網，一種低功耗廣域網或窄帶物聯網，4G物聯網的一種變體，不需要非常高的速度，可以解決特定的問題。無線智能泛在網絡聯盟等重點小組，尋求解決與智慧城市或物聯網公用事業應用相關的具體問題。

工業物聯網存儲和處理能力

處理能力的顯著提高，加上可用存儲容量的增加，成本穩步下降，也在工業物聯網的歷史上發揮了重要作用。

計算處理能力的提升通常體現在所謂的摩爾定律中。摩爾定律是Intel聯合創始人Gordon Moore的一項觀察，即微芯片上的晶體管數量大約每兩年翻一番，而同期成本減少一半。

計算能力如此快速的提高意味著，在自20世紀80年代以來的近40年的現代計算機革命中，企業不僅能夠大幅提高設備的整體處理能力，且可以在非常小的尺寸中制造出功能強大的處理器。

重要的是，對于工業物聯網的目的，供應商可以制造硬化的芯片，能夠承受極端環境，如高/低溫、水暴露或浸泡，以及跌落物理影響。

完整的數據存儲歷史將包括磁帶、穿孔卡和磁盤，但對工業物聯網的關注將重點縮小到現代硬盤驅動器、閃存和固態磁盤。這三種技術的現代衍生產品使存儲幾兆位字節的數據成為可能，這些數據的大小從大約一角硬幣大小到一副薄薄的撲克牌大小不等——所有這些的成本都不到每兆位字節150美元左右。

工業物聯網傳感器和執行器

講述工業物聯網故事的第三個技術流是傳感器和執行器。傳感器檢測事物，如溫度、光線、位置、觸摸、運動或聲音。執行器移動或控制事物。執行器可以觸發門鎖的打開或關閉、機械臂的收緊或松開、機器部件的移動，或加熱或冷卻系統的激活。

要了解傳感器在過去幾十年里是如何進步的，不妨考慮一下數碼相機技術。1994年，Apple推出QuickTake數碼相機，最大分辨率為640 x 480像素，略高于307萬像素。到2022年，iPhone 14 Pro相機可以拍攝8064 x 6048像素的圖像，或超過4800萬像素，總像素數約為158倍。簡單的像素數比較甚至沒有考慮到光或顏色敏感度、速度、多相機傳感器的使用或計算攝影的進步方面的變化。

機械臂可以抓住和操縱各種各樣的物體，如一張紙、葡萄、酒杯或磚頭——這體現了執行器的許多進步。現代系統不僅有能力感知這些不同的物體，還能適當調整壓力。同時使用多個傳感器的能力也擴展了工業物聯網系統的能力。

工業物聯網的挑戰和機遇

工業物聯網領域的兩個最重要的當代挑戰，即安全性和互操作性，是上述一系列技術發展的結果。在早些時候，連接到互聯網的人和物品都很少，因此安全不是一個大問題。同時，工業物聯網設備和系統的制造商也沒什么經濟動力使其系統與競爭對手的產品廣泛兼容:為什么要易于轉換?好在，客戶的集體關注引起了對安全性和互操作性的日益重視。