工业物联网标准如何让智慧城市更加智慧

随着我们的世界变得更加互联，对标准化技术的需求不断增长，以实现我们所依赖的系统和设备之间的互操作性。我们喜欢将这个互联的世界称为工业物联网 (IIoT)，包括从医疗保健、交通运输、能源到楼宇自动化等各个方面。

传统上，这些系统中的每一个都是完全独立的。它们将由不同的实体采购和运营，并依赖于来自不同供应商的硬件和软件。任何跨系统的信息共享都需要复杂且昂贵的集成软件。

然而，随着我们推进 IIoT 实施，大部分好处将来自跨域集成系统。这可能是智慧城市的最佳代表，它可以由数十个通常孤立的部门组成。例如，考虑一个缩影：一家公立医院希望使用太阳能和风能来增强其柴油发电机，以便在主电网可用和电网故障时提供不间断、更便宜的电力。医院将使用 IIoT 系统来管理发电机和能源负载。为了管理这些能源负载，它必须与他们的楼宇自动化系统集成。并且要知道关闭医院各个位置或设备的电源是否安全，需要与分布式患者监护系统集成。对当前专有的电源管理、楼宇自动化和医疗监控系统而言，在所有三个系统之间进行集成是一个巨大的挑战。

那么我们从哪里开始？

为了实现 IIoT 的承诺以及跨不同“行业”系统集成的需求，我们需要两件事：跨 IIoT 系统的互操作性和集成安全性。安全是另一篇或 10 篇文章，其本身由工业互联网联盟 (IIC) 的安全框架文档解决。最近，IIC 发布了其工业互联网连接框架 (IICF)，该框架直接涉及系统互操作性挑战。

IICF 解决了 IIoT 设备、应用程序和系统之间句法互操作性的需求。其连接架构（图 1）是简化可互操作的 IIoT 系统开发的关键，这对于智慧城市应用至关重要。

图 1：工业互联网连接框架参考架构支持设备、子系统和系统之间的互操作性。

参考架构的中心是基于标准的核心连接框架或总线。通过将所有设备、应用程序和子系统连接到核心连接标准，可确保互操作性、简化安全性并简化集成。网关用于集成使用旧协议的设备和使用备用 API 的应用程序。并且为了确保系统之间的互操作性，即使是来自不同行业的系统，核心连接标准之间的标准网关将两个或多个 IIoT 系统连接在一起。

IICF 使用核心连接标准标准来评估几种常用的 IIoT 协议。它确定了最接近核心连接标准的四项标准，并为它们最适用于哪种类型的 IIoT 系统提供了指导（图 2）。

图 2：IICF 对四个核心连接标准的总结指南。

智慧城市

让我们考虑一个潜在的智慧城市系统用例。家中的心脏病患者出现心律失常，从而触发他们连接的脉搏监测器，该监测器向救护车服务发送紧急警报。当救护车穿过城市街道时，智能交通系统会同步沿途的红绿灯。在传输过程中，实时医疗监测数据被传输到医院急救小组，为患者的到来做好准备。一旦进入医院，患者的监护设备就会自动集成到医院的患者监护系统中。对于这个用例，我们拥有跨智能家居、智能交通和智能医疗保健行业集成的 IIoT 系统。如果没有核心连接架构和标准核心连接标准提供的互操作性，集成充其量只会是昂贵和脆弱的。

连接和标准化未来

许多物联网系统将影响深远且复杂，需要跨无数设备或事物、功能子系统甚至整个系统进行集成。这种集成挑战需要跨系统的互操作性。来自 IIC 的 IICF 提出了一个连接参考架构和核心连接标准指南，以直接解决这一互操作性挑战。

通过工业物联网，我们设想了一个更智能的世界。在这个世界里，我们的汽车将与我们的路灯对话以减少交通流量，我们将通过智能电网优化电力以提高能源效率，并且我们的亲人将通过互联医疗系统顺利就诊。借助标准、技术框架和创新，我们可以携手合作，让城市变得更智能。

这篇文章最初发表在 Object Management Group® (OMG®) 博客中。