物聯網（IoT）越來越多地被視為“云端加邊緣”范式中計算的下一步發展，越來越多的設備正在連接到互聯網。計算能力正在集成到這些連接的設備中，并將越來越多的收集數據從邊緣傳輸到云，其中采用智能分析來提取信息。

物聯網可以改變企業及其運營，也許甚至可以改變工業自動化環境，它可以解決公司每天面臨的許多挑戰，例如資產可用性，產量，吞吐量和庫存成本。

工業物聯網，IIoT

然而，在許多不同工業部門中運營的公司通常會使用傳統上獨立執行離散功能的設備。在許多使用案例中，設備將繼續以傳統方式制造和維護，但其他設備將需要遷移策略來連接先前未連接的設備并實現物聯網的優勢。事實上，根據Berg Insight最近的研究，自動化網絡中無線物聯網設備的數量預計將以27.2％的復合年增長率達到4350萬。

物聯網技術在轉變工業自動化領域的關鍵是虛擬化，它實質上使先前的分立子系統能夠整合到一個系統中。它為開發人員和系統集成商帶來了低風險和上市時間的優勢，他們希望整合具有不同要求的系統，例如需要使用實時，嵌入式或通用操作系統。工業控制系統通常會實現多個電路板以支持不同的應用?？删幊踢壿嬁刂破?，PLC和運動控制是時間關鍵型應用，RTOS可提供最佳的確定性能; 而控制臺和數據采集應用程序的開發人員可能需要嵌入式操作系統，以便于使用。

工業物聯網需要許多關鍵要素，包括承載數據分析處理的云或數據中心，以及使網絡“邊緣”的設備能夠連接到每個網絡的物聯網網關。其他也進入網絡并進入云端。在工業環境中，這為連接以前未連接的設備提供了重要機會。

對于在工業環境中運營的公司而言，每天面臨的主要挑戰是資產可用性，產量，吞吐量和庫存成本：所有這些都可以通過最新的工業物聯網解決方案來解決。IIoT中用于許多應用以及工業自動化領域的中央支持技術是虛擬化，它實質上使先前的離散子系統能夠整合到單個系統中。

一些工業控制系統設計有多個電路板，因為它們支持各種應用，例如控制臺，數據采集，可編程邏輯控制器（PLC），運動控制和機器視覺，每個都有不同的要求。

IIoT中的虛擬化技術

最新的虛擬化技術允許系統同時運行多個RTOS和嵌入式操作系統，每個操作系統都運行在虛擬機管理程序或虛擬機（VM）軟件層之上的專用處理器核心上。此配置啟用時間關鍵型應用程序的確定性行為，允許它們不受非實時任務的影響而運行，否則這些任務將在非虛擬化系統上競爭CPU資源。

開發人員可以構建具有在所有操作系統上同時運行的應用程序的系統，或者根據需要選擇僅將應用程序移植到操作系統的子集。虛擬化可以為工業自動化公司帶來許多好處，使其轉向統一模型并將功能組合到一個控制器中。降低BOM成本是一個主要因素，因為將以前擁有自己的機箱，PCB和散熱冷卻解決方案的功能組合到一個控制器中可以消除大量的冗余硬件。它還意味著減少系統設備占地面積，可能會節省大量成本。

IIoT合作

工業物聯網IIoT的另一個方面是，將有許多供應商，實際上更像許多供應商，需要合作共同提供完整的解決方案。通常由一個供應商領導，所有部件的互操作性是關鍵。列表可以變得全面，傳感器，控制執行器，網關，通信網絡和管理軟件。獲取將數據發送到聚合點（例如網關）的簡單恒溫器可能會遇到將數據從Modbus移動到IP網絡的情況。值得慶幸的是，翻譯層以及開放系統協議和標準（如MQTT和RESTful）的使用使這個“合作伙伴互聯網”變得簡單易行。

對大型IIoT部署的日益普遍的觀察涉及可用的網絡帶寬。工業機器人每小時可能不會產生與噴氣發動機一樣多的遙測信息，但是來自它們的操作診斷數據可能很重要。

以智能方式管理這種機械和設備，最小化傳感器變得至關重要。例如，是否需要將每個配有傳感器的燈泡與基于云的服務進行通信？接收的預過濾數據僅在異常消息上發送或控制一組燈，或者可能通過API基于其他接收的環境光或移動傳感器數據傳遞到網關的照明控制可以幫助減少不必要的流量而不會對操作產生任何影響能力。

IIoT實現

目前市場上推出的是IIoT構建模塊解決方案 - 例如英特爾工業系統整合系列 - 通過預先集成關鍵軟件和硬件組件（包括網關和設備功能）提供應用就緒平臺。采購硬件和軟件，集成虛擬機管理程序，操作系統和安全軟件，以及整體解決方案的驗證可以花費6到9個月的時間。

結果是，利用虛擬化功能的這些類型的解決方案可以顯著降低開發人員的風險和開發時間，對于希望獲得更低運營成本，工廠占地面積，能耗和支持工作的工業環境中的制造商而言，這可能是一條極具吸引力的途徑。簡而言之，它可以在下一代智能工廠中實現相對容易的自動化擴展。