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日前,中国高端ARM嵌入式设计服务领导者上海辰汉电子科技有限公司技术总监TONY,发表了关于工业互联网的独到见解。

 

工业互联网引领智能工业“芯”变革

 

互联网浪潮的兴起,为全球十几亿人建立起了新连接,造就了Google、亚马逊等互联网巨头。顺应互联网的延伸趋势,GE公司首先提出“工业互联网”的概念。随着传感器的成本越来越低和算法越来越先进,一个全球的、开放的工业互联网成为可能。比消费互联网更庞大的工业互联网生态系统悄然来袭,引领着整个工业领域的“芯”变革。

工业互联网,顾名思义就是将工业系统中的各种设备、功能组件有机的互联起来,让每台工业机器成为一个节点,将它们各自的相关信息,通过相应的通信传送手段互通,从而形成了一个特殊的互联网。在工业互联网中,如何有效地加入高端的嵌入式处理器和操作系统,使其产生重大的社会、环境和经济效益显得至关重要。 

借助iMX6打造新一代工业互联网智能核心

上海辰汉电子科技有限公司技术总监TONY表示,“工业互联网时代已开始,辰汉电子迎来了新一轮的发展机遇。”在物联网发展大趋势下,工业互联网对嵌入式处理器、操作系统及其信息安全等问题的诉求日益凸显。用于工业互联网的嵌入式处理器、软件应具备哪些基本特性?工业互联网的到来,在海量信息的快速传输过程中,如何确保信息的安全性?

 

图 上海辰汉电子科技有限公司技术总监TONY

以辰汉电子为例,作为飞思卡尔全球合作成员,伴随飞思卡尔发布iMX6处理器后紧跟着推出了主要面向工业互联网的二次开发参考设计平台iMX6x MDK。

图 iMX6x MDK系统框图

iMX6x MDK开发平台采用核心板+母板构架,将高达1.2GHz主频的CPU,高达2GByte的总线频率1.2GHz的DDRIII和复杂的电源管理系统设计在核心板上;多核处理对于浮点运算具有超强优势,CPU的占用率会比较低,无疑,这对工业互联网中高性能运算的需求而言是一利好的消息。

该平台还支持为不同领域客户量身定制成熟的Android,Ubunto,WinCE,Qnx系统,以及在OS之上的应用层和网络层开发案例。在软件方面,该平台也做了很多优化,比如片外和片内电源管理模块可以动态的将一些用不到的功能关掉,以达到节约能耗的功效等。

与此同时,i.MX6x MDK的母板将Imx6的几乎所有接口引出,同时增加了丰富的有线和无线连接模块,如WIFI,蓝牙,GPS,3G,也预留了众多传感器接口,如光线传感器,三轴加速度传感器,电子罗盘等。无线模块和预留的传感器接口对海量数据的采集、传输和分析来说无疑是锦上添花。小编就此举一简单例子,更便于大家理解无线和传感器为工业互联网所带来的好处吧。有些工厂里安装着多达1万多个传感器。这么多传感器在工作,大量的数据由此产生,管理人员如何监控呢?其实在工业互联网应用中,管理人员则拿着iPad,借助工厂Wifi网络获取传感器发来的数据,即可轻松监督生产过程。

正如GE公司CEO伊梅尔特所说,“工业互联网,是一个庞大的物理世界,由机器、设备组、设施和系统网络组成,能够在更深的层面将连接能力、大数据、数字分析完美结合。它是全新的工业革命(Industrial Internet Revolution)。”i.MX6x MDK平台可以提供全新等级的多媒体性能和超强的稳定性,为下一代以创新驱动发展的经济模式提供了一颗强大的嵌入式工业互联网核心,非常适用于工业互联网及众多工业智能设备。

如何确保海量信息传输中的信息安全?

随着工业互联网的到来,如何在海量信息的快速传输过程中保证关键信息的安全性,是一大挑战。其中安全问题涉及到许多层面,比如设备层,如果硬件芯片损坏,设备当然无法继续工作。又比如软件层,虽然设备能继续运行,但各种有价值信息将有随时被窃取、盗用的风险。

TONY认为,在工业互联网的互联互通大环境背景下,信息安全、设备问题日益凸显,这给研发工程师提出了更高的防控指标。所以工厂设备时刻硬件工作稳定,并在硬件层有冗余性设计,还要在软件层确保只是被授权、被允许的软件、指令在运行。

有鉴于此,通过VPN、私有云、公有云、或兼有云等多种渠道链接互联网,为工厂提供安全(包括信息安全与机器安全)的实时操作系统、安全启动等技术以及风河公司IDP(Intelligent Device Platform)平台,以确保网关(gateway)之间的安全性。

工业互联网的发展前景

据GE公司方面的资料显示,工业互联网的应用能够在未来15年帮助中国的航空、电力、铁路、医疗、石油天然气等行业节省成本约240亿美元,为中国经济带来累积3万亿美元的GDP增量。如果工业互联网的发展情况和互联网大潮时期类似,截至2030年工业互联网革命将为全球GDP带来15万亿美元,这相当于在计算全球经济总量时把美国的经济多加了一次。由此可见,工业互联网所带来的市场是相当可观的。

与此同时,微处理器芯片的持续发展已经达到了一个转折点,机器拥有数字智能不再是梦想;“大数据”软件工具和分析技术的进展为了解由智能设备产生的大规模数据提供了手段。总之,这些影响改变着数据收集的成本和价值,以及分析处理在实际中并不合理但是已经存在的理论数据的能力。工业互联网是数据流、硬件、软件和智能的交互。由智能设备和网络收集的数据存储之后,利用大数据分析工具进行数据分析和可视化。由此产生的“智能信息”可以由决策者必要时进行实时判断处理,或者成为大范围工业系统中工业资产优化战略决策过程的一部分。未来工业互联网的发展必然会驱动着智能工业市场甚至是整个半导体行业带来全“芯”变革。

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