為了加速工業(yè) 4.0 應(yīng)用中智能傳感器的開(kāi)發(fā)和部署，PICMG IoT.1 規(guī)范為傳感器制造商和系統(tǒng)集成商概述了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型。在第 1 部分中，我們著眼于智能傳感器的要求，并概述了制作您自己的傳感器所需的工具。

數(shù)據(jù)是智能工廠(chǎng)和工業(yè) 4.0 價(jià)值的基礎(chǔ)，這些數(shù)據(jù)由邊緣的傳感器捕獲。將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為智能需要 IT 和 OT 領(lǐng)域的融合，這始于智能傳感器。

在基本層面上，智能傳感器就是它們聽(tīng)起來(lái)的樣子。數(shù)據(jù)采集??端點(diǎn)，集成了一些邏輯，用于識(shí)別、過(guò)濾興趣點(diǎn)，并將興趣點(diǎn)從捕獲的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌到y(tǒng)。

當(dāng)然，不僅如此，特別是如果您是需要在商業(yè)智能工作中捕獲和分析運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)的企業(yè)專(zhuān)業(yè)人士。智能傳感器使用通常由具有多年經(jīng)驗(yàn)的嵌入式工程師編寫(xiě)的復(fù)雜固件，并且必須對(duì)固件進(jìn)行驗(yàn)證和測(cè)試，以確保生產(chǎn)傳感器可靠地按預(yù)期運(yùn)行。

對(duì)于非工程師而言，這足以在智能傳感器計(jì)劃啟動(dòng)之前阻止它。但要讓工業(yè) 4.0 實(shí)現(xiàn)其價(jià)值主張，所有技能水平的技術(shù)人員都必須能夠輕松開(kāi)發(fā)、部署和管理智能傳感器。

PICMG 的 IoT.1 固件規(guī)范在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到了這一點(diǎn)，并提供了一種簡(jiǎn)單、無(wú)代碼的方式來(lái)創(chuàng)建智能傳感器，使這一過(guò)程比以往任何時(shí)候都更容易。

要了解 PICMG IoT.1 如何使這成為可能，首先我們需要準(zhǔn)確了解是什么讓傳感器變得智能。

是什么讓傳感器變得智能？

智能傳感器與傳統(tǒng)傳感器的不同之處在于它能夠以用戶(hù)友好、人類(lèi)可讀的格式解釋數(shù)據(jù)，進(jìn)而擴(kuò)展到任何主機(jī)。

您應(yīng)該能夠?qū)⒅悄軅鞲衅鞑迦肴魏卧O(shè)備并立即識(shí)別它及其輸出。就像您將鼠標(biāo)插入計(jì)算機(jī)并立即將其識(shí)別為鼠標(biāo)以便您可以開(kāi)始使用光標(biāo)導(dǎo)航一樣，您插入智能熱敏電阻的任何系統(tǒng)都應(yīng)立即將其輸出讀取為 oC 或 oF，并將輸出值讀取為在熱敏電阻上本地格式化。

這一切背后的魔力在于固件讀取傳感器產(chǎn)生的電信號(hào)，并使用一組預(yù)定參數(shù)將可用數(shù)據(jù)輸出到主機(jī)。但與消費(fèi) PC 和鼠標(biāo)的同質(zhì)世界不同，如今的傳感器集成商經(jīng)常編寫(xiě)自己的定制固件和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。

雖然這不會(huì)為傳感器制造商增加太多（如果有的話(huà)）價(jià)值，但它會(huì)在細(xì)分市場(chǎng)的傳感器之間產(chǎn)生巨大的互操作性問(wèn)題——而且方式不好。認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，以及所有技能水平的技術(shù)人員都需要能夠快速輕松地開(kāi)發(fā)智能傳感器，PICMG 開(kāi)發(fā)了 IoT.1 固件規(guī)范。

PICMG IoT.1 規(guī)范定義了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)固件數(shù)據(jù)模型，該模型在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了簡(jiǎn)單性。傳感器制造商可以使用它來(lái)將普通傳感器轉(zhuǎn)換為智能傳感器，OEM 和系統(tǒng)集成商可以使用它輕松地將來(lái)自任何智能傳感器的數(shù)據(jù)提取到任何設(shè)計(jì)中。

以 PICMG IoT.1 為基礎(chǔ)，任何人都應(yīng)該能夠在幾分鐘內(nèi)配置智能傳感器。我們將在第 4 部分。

但首先，讓我們通過(guò)深入了解規(guī)范的數(shù)據(jù)模型如何適合我們的項(xiàng)目來(lái)更好地了解 PICMG IoT.1。

對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)模型是一種組織數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化方式，其中包含有關(guān)如何打包數(shù)據(jù)的特定規(guī)則或說(shuō)明。在處理大量數(shù)據(jù)的情況下，數(shù)據(jù)模型有助于保持?jǐn)?shù)據(jù)的可訪(fǎng)問(wèn)性和易于管理。

將其視為由多個(gè)預(yù)定義字段組成的數(shù)據(jù)庫(kù)記錄。例如，汽車(chē)的數(shù)據(jù)模型可能包含有關(guān)品牌、型號(hào)、顏色、裝飾風(fēng)格、總行駛里程等的信息。擁有可用于所有汽車(chē)的通用數(shù)據(jù)庫(kù)表示（數(shù)據(jù)模型）使得對(duì)龐大的汽車(chē)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作變得簡(jiǎn)單，因?yàn)樗杏涗浂及嗤淖侄巍?/p>

類(lèi)似地，智能傳感器數(shù)據(jù)模型可以配置智能傳感器的唯一型號(hào)、最小值和最大值、讀數(shù)類(lèi)型和線(xiàn)性化，以準(zhǔn)備傳輸?shù)较到y(tǒng)。在可能有數(shù)百或數(shù)千個(gè)傳感器捕獲數(shù)據(jù)的環(huán)境中，例如在智能工廠(chǎng)中，可能有數(shù)十種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。

在這些情況下，數(shù)據(jù)模型對(duì)于跟蹤所有信息至關(guān)重要。畢竟，數(shù)據(jù)只有在可用時(shí)才有用，而且只有在你知道它在哪里和在哪里時(shí)它才可用。

PICMG IoT.1 如何使數(shù)據(jù)可用

用戶(hù)可以在 IoT.1 數(shù)據(jù)模型中指定其傳感器的獨(dú)特特性。從那里開(kāi)始，IoT.1 數(shù)據(jù)模型根據(jù)數(shù)據(jù)類(lèi)型將數(shù)據(jù)組織到預(yù)先確定的字段中，因?yàn)槊總€(gè)傳感器都有不同的字段來(lái)指示傳感器的原始輸入、最小值和最大值，以及系統(tǒng)如何解釋和發(fā)送該數(shù)據(jù)的命令。

然后數(shù)據(jù)就可以傳輸了。

當(dāng) PICMG 開(kāi)發(fā) IoT.1 數(shù)據(jù)模型時(shí)，他們選擇了兩種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議：PLDM 和 MCTP。這些協(xié)議中的每一個(gè)都在數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)牟煌瑢由线\(yùn)行。

數(shù)據(jù)管理任務(wù)組 （DMTF） 的 PLDM 協(xié)議允許通過(guò)預(yù)先確定的命令與設(shè)備的數(shù)據(jù)模型進(jìn)行操作和交互。MCTP 接受 PLDM 請(qǐng)求并提供跨系統(tǒng)硬件接口的可靠傳輸。

此通信堆棧最有用的方面之一是智能傳感器能夠在插入時(shí)通知系統(tǒng)。在接收到來(lái)自傳感器的發(fā)現(xiàn)請(qǐng)求后，系統(tǒng)可以查詢(xún)?cè)O(shè)備，接收其數(shù)據(jù)模型，并必要時(shí)將其集成到系統(tǒng)中。

如果沒(méi)有數(shù)據(jù)模型，即插即用設(shè)備發(fā)現(xiàn)將是不可能的。

作者：Brandon Lewis，David Sandy

審核編輯：郭婷