構建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備端怎么結局數據不同？

導讀：構建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備端怎么結局數據不同？構建工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設備端所面臨的核心問(wèn)題是如何解決數據的異構性。一般來(lái)說(shuō)，設備端的數據異構性問(wèn)題比服務(wù)端較為突出，且經(jīng)常不能單純依靠軟件技術(shù)來(lái)解決。

這里將傳感層和傳輸層合并在一個(gè)章節中講述，主要是這兩個(gè)層次之間的界限其實(shí)是具有一定的模糊性的。正如前面說(shuō)過(guò)的，越來(lái)越多的設備將傳輸層功能作為一個(gè)技術(shù)模塊內置在其中從而成為所謂的智能設備。

2.1數據異構性

所謂“萬(wàn)事開(kāi)頭難”，數據的獲取是整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統業(yè)務(wù)流程的根本驅動(dòng)力，在現實(shí)中也常常是實(shí)施代價(jià)最大的部分，常見(jiàn)的原因主要有：

2.1.1電氣信號的異構性

對于需要向非智能設備、傳感器、執行器等采集數據的工業(yè)網(wǎng)關(guān)而言，第一個(gè)面臨的問(wèn)題就是與采集對象對接的電氣信號是不同的。這些“啞終端”的往往采用的是用于過(guò)程控制系統的近場(chǎng)通信技術(shù)，比如：各類(lèi)串口技術(shù)、工業(yè)總進(jìn)線(xiàn)技術(shù)，甚至更加原始的模擬量或數字量信號點(diǎn)。當然，也不排除有些帶有網(wǎng)絡(luò )功能的智能設備也通過(guò)工業(yè)網(wǎng)關(guān)將數據合并上傳。所以，作為傳輸層的工業(yè)網(wǎng)關(guān)，首先就要面臨對各種電氣信號的對接能力。

2.1.2通信協(xié)議的異構性

不同的電氣信號接口，其采用的數據通信協(xié)議一般是不同的。甚至同樣的電氣信號接口下，比如各類(lèi)串口，其表征數據的應用層協(xié)議也可能是不同的。作為工業(yè)網(wǎng)關(guān)為了減輕服務(wù)端處理數據的負擔，一般來(lái)說(shuō)都要在傳輸前完成從異構到系統內容易數據協(xié)議的轉換。

2.1.3數據數量的異構性

設備端和服務(wù)端之間最常見(jiàn)的關(guān)于數據數量的失配就是原始數據的缺失。物聯(lián)網(wǎng)系統的業(yè)務(wù)往往需要更多角度的數據，但是傳統設備的數據信號的設置往往僅僅為了滿(mǎn)足過(guò)程控制的需要就可以了。比如一臺水泵的控制系統，僅僅為了滿(mǎn)足水泵的啟停和運行工況的變化，而可能不會(huì )關(guān)注其震動(dòng)、材料疲勞等問(wèn)題，因此也就不會(huì )部署相應的傳感器，也就沒(méi)有相應的數據。這個(gè)時(shí)候的解決方式有兩種：一種是加裝傳感器，另一種是根據現有的數據利用某個(gè)合理的公式來(lái)推測，也就是通過(guò)數據整合來(lái)在一定的精度下提供所需要的數據。

當然并不能否定數量失配是數據過(guò)多，即：物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)端可能只需要設備的一個(gè)相對宏觀(guān)的狀態(tài)，比如是否正常運行還是處于某種故障中，但是現場(chǎng)并沒(méi)有某個(gè)設備可以直接給出表征這種狀態(tài)的數據，而是需要網(wǎng)關(guān)自己根據采集到的多個(gè)數據綜合判斷。

數量的異構性問(wèn)題，又可成為數據完整性問(wèn)題。

2.1.4數據質(zhì)量的異構性

原始數據還可能有其他的質(zhì)量上的失配情況，比如時(shí)序數據的噪音、采樣頻率、單位等的不同。

噪音可能來(lái)源于最原始的數據源，也可能來(lái)源于傳感網(wǎng)絡(luò )中的傳輸過(guò)程，甚至在工業(yè)網(wǎng)關(guān)內部的電路或不恰當的數據處理引入。比如原始的數據A/D轉換過(guò)程的電氣噪音，時(shí)序數據在設備或網(wǎng)關(guān)中某個(gè)進(jìn)程間通信的管道的阻塞等等。

對于采樣頻率的不同，常見(jiàn)的情況是服務(wù)端需要的采樣頻率相對原始數據的頻率較低。一般采取再采樣的方式來(lái)處理。簡(jiǎn)單的處理方式可以是在網(wǎng)關(guān)中利用一個(gè)緩存來(lái)存放該數據，一個(gè)任務(wù)不斷以來(lái)自設備的頻率寫(xiě)入該數據的值，而另一個(gè)任務(wù)以需要發(fā)送的頻率來(lái)讀取該設備的值即可。如果對原始數據的確切采集時(shí)間有較為嚴格的要求，可以在讀取的任務(wù)中根據時(shí)間戳來(lái)進(jìn)行適當的插值計算。當然還有的做法是網(wǎng)關(guān)上不做任何關(guān)于采樣頻率的處理，而交由服務(wù)端來(lái)進(jìn)行，但是這種處理方式，會(huì )增加服務(wù)端和網(wǎng)絡(luò )層的壓力。

數據單位的不同，一般也稱(chēng)為倍率問(wèn)題。處理方式相對簡(jiǎn)單，也就是在工業(yè)網(wǎng)關(guān)中增加倍率的設置，并自動(dòng)將每個(gè)采集到的數據乘以該倍率后再發(fā)送。

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