展望未來,我們預計帶有1588計時支持的芯片解決方案將得到更廣泛的采用,以滿足這些嚴格的精度要求,以及物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的特定需求,如更小的尺寸和低功耗,并支持擴展的溫度范圍。
安全性對工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡至關(guān)重要有關(guān)信息安全和保護商業(yè),工業(yè)基礎設施免受網(wǎng)絡攻擊的意識正在提高。由于以前的 閉物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡和智能設備現(xiàn)在要連接到外部世界,準備就緒堅實可靠的安全策略勢在必行。雖然存在眾多的網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)安全模型,我們在本領域內(nèi)關(guān)注的重點仍是加密功能,因為它是保證網(wǎng)絡安全連接的最有效手段之一。
今天常用的一種基于網(wǎng)絡的安全協(xié)議是IPsec。IPsec運行在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議層次結(jié)構(gòu)的第3層(L3),它可在路由網(wǎng)絡中很好地工作。然而,因為它通常需要嵌入式或?qū)S玫莫毩⒓用芤妫瑢崿F(xiàn)起來成本很高。工作在互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議層次結(jié)構(gòu)的第2層(L2)工作的另一種替代方案是IEEE 802.1AE“MACSec”安全標準,它與“KeySec”認證密鑰協(xié)商協(xié)議l 802.1af共同使用。
雖然今天沒有被廣泛采用,但由于其在L2層可簡便而高性價比地實現(xiàn),它提供了一個更簡單、更高效、可擴展的選擇。像其他基于以太網(wǎng)的網(wǎng)絡一樣,保護其多個接入點的強大加密功能將對物聯(lián)網(wǎng)至關(guān)重要。由于任何帶有一個IP地址的設備理論上都是脆弱的,連接的“東西”越多,對黑客們可訪問點的數(shù)量就越大。隨著物聯(lián)網(wǎng)和我們的互聯(lián)世界進一步擴展,任何從工廠網(wǎng)絡到單臺家用電器的東西都將被包括在預計的750億個物聯(lián)網(wǎng)連接之中,使得可擴展的、高性價比的安全技術(shù)變得更為關(guān)鍵。幸運的是,美國國家標準與技術(shù)研究所(NIST)創(chuàng)建了一套最佳實踐,它已成為保護系統(tǒng)免受網(wǎng)絡攻擊的事實標準。
我們有望看到,通過遵循下面這些原 則,如NIST的FIPS 197中描述的AES加密,將成為基于以太網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的基本最低要求。而且考慮到物聯(lián)網(wǎng)的同步要求,我們可以進一步預計“安全的1588”系列技術(shù) ——即加密方法不會影響網(wǎng)絡時同——對于這些網(wǎng)絡實現(xiàn)長期成功舉足輕重。工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)勢所在以太網(wǎng)相比已有的通信協(xié)議,應用在工業(yè)領域擁有得天獨厚的優(yōu)勢。
(1)Ethernet是全開放、全數(shù)字化的網(wǎng)絡,遵照網(wǎng)絡協(xié)議不同廠商的設備可以很容易實現(xiàn)互聯(lián)。
。2)以太網(wǎng)能實現(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。
。3)軟硬件成本低廉,由于以太網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟,支持以太網(wǎng)的軟硬件受到廠商的高度重視和廣泛支持,有多種軟件開發(fā)環(huán)境和硬件設備供用戶選擇。
(4)通信速率高,隨著企業(yè)信息系統(tǒng)規(guī)模的擴大和復雜程度的提高,對信息量的需求也越來越大,有時 甚至需要音頻、視頻數(shù)據(jù)的傳輸,目前以太網(wǎng)的通信速率為10M、100M 的快速以太網(wǎng)開始廣泛應用,千兆以太網(wǎng)技術(shù)也逐漸成熟,10G以太網(wǎng)也正在研究,其速率比目前的現(xiàn)場總線快很多。
(5)可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ,在這信息瞬息萬變的時代。企業(yè)的生存與發(fā)展將很大程度上依賴于一個快速而有效的通信管理網(wǎng)絡,信息技術(shù)與通信技術(shù)的發(fā)展將更加迅速,也更加成熟,由此保證了以太網(wǎng)技術(shù)不斷地持續(xù)向前發(fā)展。
工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展前景以太網(wǎng)隨著技術(shù)的成熟,交換技術(shù)的應用,高速以太網(wǎng)的發(fā)展等在工業(yè)自動化領域上正迅速增長,幾乎所有的 現(xiàn)場總線系統(tǒng)最終可以都連接到以太網(wǎng)。隨著集成電路的發(fā)展,高檔的微處理器作為I/O處理器和控制器核心的條件逐漸成熟,而在控制器上運行的實時嵌入式操 作系統(tǒng)使控制器易于實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議,以太網(wǎng)絡更易于接近現(xiàn)場。工業(yè)以太網(wǎng)已經(jīng)成為控制系統(tǒng)網(wǎng)絡發(fā)展的主要方向,具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
過程控制工業(yè)和 自動化工業(yè),從嵌入式系統(tǒng)到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng),都認識到了以太網(wǎng)和TCP/IP 的重要性,以太網(wǎng)和TCP/ IP 作為世界上最為廣泛應用的網(wǎng)絡協(xié)議,它將成為過程級和控制級的主要傳輸技術(shù)。帶TCP/ IP 協(xié)議的標準的以太網(wǎng)接口現(xiàn)在已經(jīng)在智能設備和I/ O 模塊中使用。它能夠與工廠信息管理系統(tǒng)進行直接地、無縫地連接,而無需任何專用設備。因此可以說,工業(yè)以太網(wǎng)在工業(yè)通訊網(wǎng)絡中的使用將構(gòu)建從底層的現(xiàn)場設 備到先進與優(yōu)化控制層、企業(yè)管理決策層的綜合自動化網(wǎng)絡平臺,從而可以消除企業(yè)內(nèi)部的各種自動化孤島。
以太網(wǎng)作為21 世紀未來工業(yè)網(wǎng)絡的首選,它將在控制和現(xiàn)場設備級成為標準的高速工業(yè)網(wǎng)絡,有著廣闊的應用和發(fā)展前景。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)直接應用于工業(yè)現(xiàn)場設備間的通信已成大勢所趨。結(jié)論毫無疑問,以太網(wǎng)只會隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和工業(yè)需求的飛速提高進一步融入工業(yè)領域,促進工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的不斷完善和發(fā)展。
但這也是一條任重而道遠,同時充滿機遇與挑戰(zhàn)的道路,無論如何,我們會看到,在以太網(wǎng)演進成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡基礎的過程中,只要把握好確定性、同步性和安全性這三項要求,在不久的未來我們將看到一場眾望所歸的“工業(yè)革命風暴”。