RFID讀寫器作為工業(yè)感知層最重要的信息采集設(shè)備，是物理世界與數(shù)字世界的橋梁。那么它是如何接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的?面對(duì)工業(yè)領(lǐng)域各種多源異構(gòu)設(shè)備和系統(tǒng)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的接入也變得很復(fù)雜。要想知道如何接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，首先我們得先了解下工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)都有哪些通信協(xié)議。

　　由于工業(yè)軟硬件系統(tǒng)存在較強(qiáng)的封閉性和復(fù)雜性，工業(yè)領(lǐng)域有一大堆的通信協(xié)議，包括PROFIBUS、Modbus、CAN、HART、EtherCAT、EthernetIP、Modbus/TCP、PROFINET、OPC UA，以及大量的廠商私有協(xié)議等。在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備，采用不同的工業(yè)協(xié)議，要實(shí)現(xiàn)所有設(shè)備的互聯(lián)，需要對(duì)各種協(xié)議做解析并進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，耗時(shí)又費(fèi)力。為確保工業(yè)信息實(shí)時(shí)快速采集，當(dāng)前工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集以有線設(shè)備接入方式為主，主要包括現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)和以太網(wǎng)等。工業(yè)以太網(wǎng)，一般指技術(shù)上與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)兼容，同時(shí)采取改進(jìn)措施使其更加適合工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景。

　　現(xiàn)場(chǎng)總線

　　現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(Fieldbus)是上世紀(jì)80年代末、90年代初國(guó)際上發(fā)展形成的一項(xiàng)工業(yè)通信技術(shù)，是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀表與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置或系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點(diǎn)、雙向通信的數(shù)據(jù)總線。最近二十多年中，現(xiàn)場(chǎng)總線是現(xiàn)場(chǎng)級(jí)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的主流解決方案。

　　因?yàn)楹?jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)總線在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。它處于自動(dòng)化系統(tǒng)底層，主要解決兩方面的問題。一個(gè)是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的通信問題，另一個(gè)是現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備與上層控制系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。比如我們的工業(yè)讀頭，就是通過它把采集的信息往更高層級(jí)的系統(tǒng)傳送。

　　現(xiàn)場(chǎng)總線以測(cè)量控制設(shè)備為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以雙絞線同軸電纜等傳輸介質(zhì)為紐帶，將位于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的具備數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力的測(cè)量控制設(shè)備連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，并按公開規(guī)范的通信協(xié)議，在多個(gè)測(cè)量控制設(shè)備之間，以及測(cè)量控制設(shè)備與遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信息交換。

　　工業(yè)以太網(wǎng)

　　以太網(wǎng)是應(yīng)用最廣泛的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將802.3和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，是未來的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要方向。802.3和TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)遵循OSI網(wǎng)絡(luò)模型，其開放化的特點(diǎn)使得不同廠商的設(shè)備可以很容易地實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，軟件和硬件設(shè)備供應(yīng)商選擇性更多，除此之外，低成本也是它的一個(gè)優(yōu)勢(shì)。

　　工業(yè)以太網(wǎng)可以構(gòu)建互連、互通，以及具有更好互操作性的透明一體化工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)的無縫連接，形成企業(yè)級(jí)管控一體化的全開放網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)管理層、控制層到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層之間工業(yè)通信的“e網(wǎng)到底”。

　　隨著以太網(wǎng)技術(shù)不斷進(jìn)步，標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)已經(jīng)越來越多地直接應(yīng)用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的很多場(chǎng)景，如智慧樓宇、城市管理、物流運(yùn)輸和公共交通，對(duì)于數(shù)據(jù)的實(shí)效性要求并不高，且允許網(wǎng)絡(luò)短時(shí)間中斷，對(duì)于設(shè)備的泛在連接，基于標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和TCP/IP協(xié)議棧無疑是非常便捷的。

　　兩種接入方式都有哪些協(xié)議?

　　現(xiàn)場(chǎng)總線采用總線拓?fù)鋽?shù)字化的方式，給布線方式帶來巨大變化，讓布線變得簡(jiǎn)單很多。在這條總線上分布著若干臺(tái)需要工作的設(shè)備，系統(tǒng)通過總線向各個(gè)設(shè)備發(fā)布各式各樣的生產(chǎn)指令，就如同人的大腦通過神經(jīng)系統(tǒng)來控制人體的行動(dòng)一樣。由于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備在不同程度上具備了數(shù)字計(jì)算能力，因此可以分散在工廠范圍內(nèi)，形成分布式系統(tǒng)。目前市場(chǎng)上現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議多達(dá)40種，比較常用的現(xiàn)場(chǎng)總線有Modbus、PROFIBUS、DeviceNet、Foundation Fieldbus、LonWorks、CAN等。Modbus是一種串行通信協(xié)議，是工業(yè)電子設(shè)備之間常用的通信方式，目前它是工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)之一，廣泛應(yīng)用于工廠車間級(jí)通用性通信任務(wù)。

　　常見的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議有Modbus/TCP、Ethernet/IP、PROFINET、EtherCAT等。以通信實(shí)現(xiàn)方式與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的兼容程度的不同，可將工業(yè)以太網(wǎng)分為3類。第一類完全兼容標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，如Modbus/TCP、Ethernet/IP、PROFINET NRT，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)都通過IP傳輸，優(yōu)點(diǎn)是成本低、實(shí)現(xiàn)方便，完全兼容標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)。第二類采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)控制器，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不通過TCP/IP傳輸，而是定義專門的實(shí)時(shí)協(xié)議，TCP/IP協(xié)議棧仍然存在，用于傳輸非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，PROFINET RT屬于這一類。第三類使用專用以太網(wǎng)控制器，使用專門的實(shí)時(shí)協(xié)議，且需要專用協(xié)議芯片、專用交換機(jī)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，成本高，像EtherCAT從站(EtherCAT主站可以使用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng))、PROFINET IRT屬于這一類。

　　RFID讀寫設(shè)備如何接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)?

　　下圖以安的電子的RFID讀頭為例，展示了RFID設(shè)備在總線和工業(yè)以太網(wǎng)兩種不同形式下接入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的情形。目前在工業(yè)自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)的控制層和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層，現(xiàn)場(chǎng)總線是最主要的通信方式。隨著工業(yè)自動(dòng)化控制的深化和廣化，統(tǒng)一通信標(biāo)準(zhǔn)成為公認(rèn)的發(fā)展方向，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)將成為現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的重要替代。