工業物聯網的(de)(de)(de)歷史有三個不同的(de)(de)(de)技(ji)(ji)術(shu)(shu)發展故事(shi)：網絡連接、處(chu)理和(he)存儲(chu)能力，以及傳感(gan)器和(he)執(zhi)行器。如(ru)果能了(le)解每一項核心技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)發展時間表(biao)，將能準確了(le)解相應時代工業環境中使(shi)用的(de)(de)(de)連接設(she)備的(de)(de)(de)能力。
工業物聯網網絡連接
工業物聯網(IIoT)首(shou)字母縮略詞中的第(di)二個“I”代(dai)表(biao)互聯網(wang)，其表(biao)明了網(wang)絡(luo)在工業物聯網(wang)中的重要性(xing)。直(zhi)到(dao)20世(shi)紀90年(nian)代(dai)末和21世(shi)紀初，計(ji)算(suan)(suan)機和計(ji)算(suan)(suan)設備的標準狀態都是與互聯網(wang)斷(duan)開(kai):必(bi)須采(cai)取(qu)特殊措施(shi)才能上(shang)網(wang)和連接(jie)。這與2022年(nian)的組織生活幾(ji)乎相反(fan)，那時經常需要采(cai)取(qu)特殊措施(shi)來斷(duan)開(kai)聯系。
大多數(shu)(shu)早(zao)期的(de)(de)(de)網(wang)絡技(ji)術都是有(you)線的(de)(de)(de):連(lian)(lian)接(jie)(jie)需要電纜將設備(bei)物理(li)連(lian)(lian)接(jie)(jie)到(dao)網(wang)絡上。網(wang)絡帶寬，在一段時間內可以傳(chuan)輸的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)量。對于10BASE-T以太(tai)網(wang)連(lian)(lian)接(jie)(jie)來說，這是20世紀80年代(dai)末和90年代(dai)初建立的(de)(de)(de)最廣泛使用的(de)(de)(de)標(biao)準之一，允許每秒(miao)傳(chuan)輸10兆(zhao)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)。在當代(dai)，有(you)線網(wang)絡支持每秒(miao)1000兆(zhao)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)連(lian)(lian)接(jie)(jie)(1000BASE-T或1千(qian)兆(zhao))，甚至(zhi)現代(dai)以太(tai)網(wang)連(lian)(lian)接(jie)(jie)支持每秒(miao)10千(qian)兆(zhao)的(de)(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)連(lian)(lian)接(jie)(jie)(10GBASE-T)。
無(wu)線(xian)和(he)蜂窩網絡(luo)消除(chu)了對每個(ge)設(she)(she)備的(de)(de)(de)電纜需(xu)求(qiu)，這是工業物(wu)聯網的(de)(de)(de)一(yi)個(ge)重大轉變。802.11b于1999年(nian)(nian)標準(zhun)化，是許多制(zhi)造(zao)商產(chan)品(pin)支(zhi)持的(de)(de)(de)首批標準(zhun)之一(yi)，也是2020年(nian)(nian)制(zhi)定的(de)(de)(de)Wi-Fi 6E標準(zhun)的(de)(de)(de)前身。現代Wi-Fi設(she)(she)備不僅能提供比早期設(she)(she)備快50到800倍的(de)(de)(de)速度，且還(huan)能在比以前的(de)(de)(de)設(she)(she)備更密(mi)集的(de)(de)(de)無(wu)線(xian)電環境中可靠地運行。
蜂窩網(wang)(wang)絡是全球范圍內智(zhi)能手機覆蓋(gai)所依賴的網(wang)(wang)絡，其在速度、容量和能效(xiao)方面都取得了(le)類似的改進，從支(zhi)持大約每秒0.1兆比(bi)特的早期2G網(wang)(wang)絡，到提(ti)供每秒200兆比(bi)特甚至更高(gao)連接的現代5G網(wang)(wang)絡。
工業物聯(lian)網也有(you)在范圍、電力使用(yong)和(he)速度方面(mian)做出(chu)不同權(quan)衡(heng)的(de)(de)技術的(de)(de)故事。范圍可達300英尺左右的(de)(de)射(she)頻識別，和(he)需要近(jin)距離接觸的(de)(de)近(jin)場通信技術在工業物聯(lian)網設(she)置中都很(hen)有(you)用(yong)。RFID通常用(yong)于資產跟(gen)蹤，NFC用(yong)于訪問控制、支付或數據交(jiao)換(huan)。
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(yong)事業(ye)應用(yong)相關的(de)具體問題。
工業物聯網存儲和處理能力
處理能力的(de)顯著提高，加上(shang)可用存儲容量的(de)增加，成本(ben)穩(wen)步下降，也(ye)在工業(ye)物(wu)聯網的(de)歷史(shi)上(shang)發(fa)揮了重要(yao)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(guan)數量大約每兩(liang)年翻一番，而(er)同期成本減少(shao)一半。
計(ji)算能(neng)力如此快(kuai)速的(de)(de)提高意(yi)味著(zhu)，在自20世紀80年代以來(lai)的(de)(de)近(jin)40年的(de)(de)現代計(ji)算機革(ge)命中(zhong)(zhong)，企業不僅能(neng)夠(gou)大(da)幅提高設備的(de)(de)整體處(chu)理能(neng)力，且可以在非常小的(de)(de)尺寸中(zhong)(zhong)制造出功能(neng)強大(da)的(de)(de)處(chu)理器。
重(zhong)要(yao)的(de)是，對于工業物(wu)聯網(wang)的(de)目(mu)的(de)，供應商可以制造硬(ying)化(hua)的(de)芯片，能(neng)夠承受極端環境，如高(gao)/低(di)溫、水暴(bao)露或浸(jin)泡，以及跌落物(wu)理影響(xiang)。
完(wan)整的(de)數據存(cun)儲歷(li)史(shi)將(jiang)包括(kuo)磁帶、穿孔卡和(he)磁盤(pan)，但對工業物(wu)聯網的(de)關注將(jiang)重點縮(suo)小(xiao)到(dao)現代(dai)硬盤(pan)驅動器、閃存(cun)和(he)固(gu)態(tai)磁盤(pan)。這三種技術(shu)的(de)現代(dai)衍生產(chan)品使存(cun)儲幾兆位字(zi)節的(de)數據成為可能，這些數據的(de)大(da)(da)小(xiao)從(cong)大(da)(da)約一角硬幣(bi)大(da)(da)小(xiao)到(dao)一副薄薄的(de)撲克牌大(da)(da)小(xiao)不(bu)等(deng)——所有這些的(de)成本都不(bu)到(dao)每(mei)兆位字(zi)節150美元左右。
工業物聯網傳感器和執行器
講述工業物(wu)(wu)聯網故(gu)事(shi)的(de)(de)第三個技術流是傳感(gan)器(qi)和執行(xing)器(qi)。傳感(gan)器(qi)檢測事(shi)物(wu)(wu)，如溫度、光線、位置(zhi)、觸摸、運動或(huo)聲音(yin)。執行(xing)器(qi)移(yi)動或(huo)控制事(shi)物(wu)(wu)。執行(xing)器(qi)可以觸發門(men)鎖的(de)(de)打(da)開或(huo)關閉、機械(xie)臂的(de)(de)收緊(jin)或(huo)松(song)開、機器(qi)部件的(de)(de)移(yi)動，或(huo)加熱或(huo)冷卻系統的(de)(de)激活(huo)。
要了(le)解傳(chuan)感器(qi)在過去幾十年(nian)里是如何進(jin)步的(de)，不妨考慮一下數碼相機(ji)(ji)(ji)技術(shu)。1994年(nian)，Apple推(tui)出QuickTake數碼相機(ji)(ji)(ji)，最大分辨率(lv)為(wei)640 x 480像(xiang)(xiang)素，略高于307萬像(xiang)(xiang)素。到(dao)2022年(nian)，iPhone 14 Pro相機(ji)(ji)(ji)可(ke)以拍攝(she)8064 x 6048像(xiang)(xiang)素的(de)圖像(xiang)(xiang)，或(huo)超過4800萬像(xiang)(xiang)素，總像(xiang)(xiang)素數約為(wei)158倍。簡單(dan)的(de)像(xiang)(xiang)素數比(bi)較甚至沒有(you)考慮到(dao)光或(huo)顏(yan)色敏感度、速度、多相機(ji)(ji)(ji)傳(chuan)感器(qi)的(de)使(shi)用或(huo)計(ji)算攝(she)影的(de)進(jin)步方面的(de)變化(hua)。
機械(xie)臂可(ke)以抓住(zhu)和操縱各(ge)種(zhong)各(ge)樣(yang)的(de)物體，如一張紙(zhi)、葡萄、酒杯或磚頭(tou)——這(zhe)體現(xian)了執行器(qi)的(de)許多進步。現(xian)代(dai)系(xi)(xi)統(tong)不僅有(you)能(neng)(neng)力(li)(li)感知這(zhe)些(xie)不同的(de)物體，還能(neng)(neng)適當調整(zheng)壓力(li)(li)。同時使用多個傳感器(qi)的(de)能(neng)(neng)力(li)(li)也擴展(zhan)了工業物聯網系(xi)(xi)統(tong)的(de)能(neng)(neng)力(li)(li)。
工業物聯網的挑戰和機遇
工業(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)領域的兩個最(zui)重(zhong)要的當代(dai)挑戰，即安(an)全(quan)(quan)性和(he)互(hu)操作性，是(shi)上(shang)述一系(xi)列技(ji)術發展(zhan)的結(jie)果(guo)。在早些(xie)時(shi)候(hou)，連(lian)接到互(hu)聯(lian)網(wang)的人和(he)物(wu)品都很少(shao)，因此安(an)全(quan)(quan)不是(shi)一個大問題。同時(shi)，工業(ye)物(wu)聯(lian)網(wang)設備和(he)系(xi)統的制造商也沒什么經濟動力使其系(xi)統與競爭對手的產品廣泛兼容:為什么要易于轉換(huan)?好(hao)在，客戶的集體(ti)關注引起(qi)了對安(an)全(quan)(quan)性和(he)互(hu)操作性的日益(yi)重(zhong)視。
