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物联网的演变，物联网的过去、现在和未来

2022-6-11 06:30:24 3611 物联网

首先，物联网是什么？

【百度百科】物联网是指通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入，实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。物联网是一个基于互联网、传统电信网等的信息承载体，它让所有能够被独立寻址的普通物理对象形成互联互通的网络。

物联网的起源

1999年，麻省理工学院的凯文·阿什顿（Kevin Ashton）教授首次提出物联网（Internet of Things）的概念。他也因此被称为“物联网之父”。

一、物联网的史前

起初，传感器、继电器等硬件要实现协同工作，需要一台专用的计算机设备，即可编程逻辑控制器（PLC），最早的PLC有PDP-14（1969年）、SIMAtiCS4（1973年，西门子）等。PLC有体积小、可靠性好、使用寿命长、编程简单、维护方便等很多优点，这使它在工业领域得到迅速推广应用。

在互联网和传感网诞生之前，如果要实现自动化，最好的方式便是以PLC作为控制中心。所以，在2000年以前，便有许多用PLC实现物联网系统，比如养殖用途的环控箱：

环控箱

1980年之后，以51单片机为代表的MCU技术蓬勃发展，MCU有成本低，体积小、功耗低等优点。逐渐有公司使用MCU作为控制中心，连接传感器及继电器等硬件，比如温度自动控制器：

温控器

MCU方案适合在细分领域深耕，比如：养殖场、鱼塘、农林等。但是MCU的开发周期长，难度大、软硬件成本高，虽然研发成本高，只有批量化生产才能充分降低成本。

二、物联网的现在

2000年之后，随着移动通讯技术的兴起，2G、3G、4G依次更迭，设备联网也初步成为可能。此时物联网的主要形式是“+移动通讯网关（模块）”的方式，简单说就是自动化联网。

其后通讯模块越来越便宜，流量费越来越低，专用于物联网的NB-IoT技术出现，更是催生了一种新的形态，即：移动通讯网关（模块）+传感器/控制器，比如联网的温度传感器：

温度传感器2.1、数字传感器和控制器

诞生于1979年Modbus协议，由于其简单可靠的特性，在传感网络非常流行，硬件厂商基于STM8等廉价芯片打造数字传感器和控制器。数字传感器有免调试、通用性强等优点，在物联网项目中得到广泛使用。由于Modbus是总线协议，支持多个从站，可以很方便搭建物联网系统。只要兼容标准Modbus，就可以让数字传感器和控制器直接联网，通过云服务器来实现自动控制的物联网系统，并且能够通过手机或小程序进行远程操作。

传感器IO模块2.2、Web组态

2014年之后，HTML5标准形成，三大Web框架（Angular、React、Vue）流行，网页端可以实现丰富的功能，而基于SVG技术实现的组态效果不亚于工业用的HMI人机交互屏。典型如有人物联网的云平台：

云组态2.3、方案对比

当下主流的物联网方案对比：

	网关+PLC	通讯模组+MCU	网关+数字传感器和控制器
硬件成本	高	低	低
开发周期	短	长	短
开发难度	低	高	低
安装维护	难	易	易
适用场景	工业，及准工业场景	批量化产品	大部分场景
典型产品	环控箱	鱼大大	棚管家

总结：

第三种方案最简单，快速，是中小型或初创物联网企业的首选方案

2.4、边缘计算

虽然第三种方案更流行，但是也存在一些问题：服务器压力大、网络实时性差、断网即失控，因此正在慢慢被实际的物联网项目抛弃。为了解决以上问题，只有将服务器的功能下移，于是就形成了边缘计算方案，以智能网关为代表，比如：

智能网关
三、物联网的未来

观察物联网的发展，我们可以肯定的是边缘计算的模式会越来越流行，未来标准化、通用化的智能网关会越来越多。有几个问题需要在未来解决：

通讯安全，直接透传并不可取，网关与云服务器之间需要更安全的鉴权机制和通讯方式
自组网，目前的RS485+Modbus架构还需要配置地址，麻烦，有使用门槛

四、物联大师

物联大师是真格智能实验室推出的开源且免费的物联网采集和控制系统，集成了Modbus和PLC等多种软硬件协议，支持数据采集、公式计算、定时控制、异常报警、自动控制策略、流量监控等功能，适用于大部分物联网或工业互联网应用场景。系统兼容大部分数据网关（DTU），支持远程调试（透传），可以安装在现场的电脑或工控机，也可以部署在云端服务器上。系统支持可视化显示，内置编辑器和组件库，能够实现Web组态（SCADA），可以投放到大屏上。

项目地址：https://github.com/zgwit/iot-master