2020-09-21
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随着物联网(IoT)应用程序的扩展，其关联网络的范围也必须扩展。虽然可以使用Wi-Fi、蓝牙和Zigbee来在工业设施附近或内部进行便利的无线联网，但某些工业物联网(IIoT)网络需要对可能在几公里之外或广泛分布的现场系统进行远程监视和控制，通常在维修技术人员难以到达且费时的位置。对于这些情况，蜂窝网络是最好的无线解决方案。比如工业路由器和工业DTU、模块等工业联网设备。
在距离很远的某些IIoT应用程序中对蜂窝进行远程数据监视和控制的需求，最好以少维护或零维护的方式节省电源的远程IIoT节点的优点。使用微控制器可以通过LTE网络将数据传输到远程服务器上，这其中使用的联网设备就是蜂窝网络的工业路由器，为了方便安装，我们可以考虑导轨式工业路由器。
常规IIoT网络设置在单个位置，例如制造设施、自动化仓库或室外公园。集线器的网络可以通过工业以太网进行有线连接，也可以通过Wi-Fi、Zigbee进行无线连接。从易于访问IIoT网络上端点位置的中央位置轻松进行管理，从而可以进行有效的维护或更换。
随着IIoT的扩展，用例也随之扩展。为了提高效率和即时控制网络，需要主动监视和控制远程系统，同时使远程系统与总部集线器之间的减少延迟。监视火车或电动机上的各种传感器以及燃油和能源消耗，速度和距离以及GPS定位以跟踪位置和估计到达目的地的时间，可以受益于火车、地铁和州际卡车等运输系统。该数据被发送到主要机构或公司总部并进行分析。通过提高效率和防止故障，数据几乎可以立即用于节省时间和金钱，从而在提高可靠性的同时降低成本。
石油和天然气管道可通过监视管道中的体积和压力以及环境条件(例如温度、气压计读数和湿度)来从IIoT网络中受益。精确的GPS位置监控以及振动和陀螺仪传感器可以检测由于地震等外力引起的管道运动。在某些情况下，响应检测到的紧急情况(例如地震)，可以远程限制或停止通过管道的流量。设备可以运行自我诊断，并将结果发送到工厂进行分析。由于这些管道可以在恶劣的环境中与总部相距几公里，因此对于端点而言，拥有完全可靠的通信网络非常重要。
为了满足这些需求，IIoT网络已经扩展为可以通过现有的长期演进(LTE)蜂窝网络发送数据。只要可以应用和维护电源，IIoT端点就可以放置在几乎可以使用LTE连接的世界上的任何地方，此外还具有蜂窝网络维护的成本和精力是运营商的责任。因为这些系统可以用于远程，不受监控的难以到达的位置，所以远程蜂窝IIoT端点必须可靠并且能够抵抗黑客入侵或物理篡改。
面向IIoT的可靠嵌入式系统的第一步是保持系统简单，同时将功耗降至最低。使系统保持简单可以减少故障点的数量。降低功耗可通过减少热量来提高可靠性，从而延长大多数半导体设备的使用寿命，并延长电池供电的IIoT终端的电池寿命。
