RFID讀寫器作為工業(yè)感知層最重要的信息采集設備，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?面對工業(yè)領域各種多源異構設備和系統(tǒng)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的接入也變得很復雜。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)存在較強的封閉性和復雜性，工業(yè)領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，不同廠商生產(chǎn)的設備，采用不同的工業(yè)協(xié)議，要實現(xiàn)所有設備的互聯(lián)，需要對各種協(xié)議做解析并進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，耗時又費力。為確保工業(yè)信息實時快速采集，當前工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集以有線設備接入方式為主，主要包括現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)和以太網(wǎng)等。工業(yè)以太網(wǎng)，一般指技術上與標準以太網(wǎng)兼容，同時采取改進措施使其更加適合工業(yè)應用場景。

　　現(xiàn)場總線

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

　　因為簡單、可靠、經(jīng)濟實用等一系列突出的優(yōu)點，現(xiàn)場總線在工業(yè)領域應用廣泛。它處于自動化系統(tǒng)底層，主要解決兩方面的問題。一個是工業(yè)現(xiàn)場智能化儀器儀表、控制器、執(zhí)行機構之間的通信問題，另一個是現(xiàn)場控制設備與上層控制系統(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的系統(tǒng)傳送。

　　現(xiàn)場總線以測量控制設備為網(wǎng)絡節(jié)點，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)場的具備數(shù)字計算和數(shù)字通信能力的測量控制設備連成一個網(wǎng)絡，并按公開規(guī)范的通信協(xié)議，在多個測量控制設備之間，以及測量控制設備與遠程監(jiān)控計算機之間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和信息交換。

　　工業(yè)以太網(wǎng)

　　以太網(wǎng)是應用最廣泛的計算機網(wǎng)絡技術，將802.3和TCP/IP網(wǎng)絡技術廣泛應用于工業(yè)領域，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)絡技術遵循OSI網(wǎng)絡模型，其開放化的特點使得不同廠商的設備可以很容易地實現(xiàn)互聯(lián)互通。以太網(wǎng)技術已經(jīng)非常成熟，軟件和硬件設備供應商選擇性更多，除此之外，低成本也是它的一個優(yōu)勢。

　　工業(yè)以太網(wǎng)可以構建互連、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，實現(xiàn)工業(yè)控制網(wǎng)絡與企業(yè)信息網(wǎng)絡的無縫連接，形成企業(yè)級管控一體化的全開放網(wǎng)絡，實現(xiàn)管理層、控制層到現(xiàn)場設備層之間工業(yè)通信的“e網(wǎng)到底”。

　　隨著以太網(wǎng)技術不斷進步，標準以太網(wǎng)已經(jīng)越來越多地直接應用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的很多場景，如智慧樓宇、城市管理、物流運輸和公共交通，對于數(shù)據(jù)的實效性要求并不高，且允許網(wǎng)絡短時間中斷，對于設備的泛在連接，基于標準以太網(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)場總線采用總線拓撲數(shù)字化的方式，給布線方式帶來巨大變化，讓布線變得簡單很多。在這條總線上分布著若干臺需要工作的設備，系統(tǒng)通過總線向各個設備發(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)來控制人體的行動一樣。由于現(xiàn)場設備在不同程度上具備了數(shù)字計算能力，因此可以分散在工廠范圍內(nèi)，形成分布式系統(tǒng)。目前市場上現(xiàn)場總線協(xié)議多達40種，比較常用的現(xiàn)場總線有Modbus、PROFIBUS、DeviceNet、Foundation Fieldbus、LonWorks、CAN等。Modbus是一種串行通信協(xié)議，是工業(yè)電子設備之間常用的通信方式，目前它是工業(yè)領域通信協(xié)議的業(yè)界標準之一，廣泛應用于工廠車間級通用性通信任務。

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

　　RFID讀寫設備如何接入工業(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)自動化控制網(wǎng)絡的控制層和現(xiàn)場設備層，現(xiàn)場總線是最主要的通信方式。隨著工業(yè)自動化控制的深化和廣化，統(tǒng)一通信標準成為公認的發(fā)展方向，工業(yè)以太網(wǎng)技術將成為現(xiàn)場總線技術的重要替代。