為了加速工業(yè) 4.0 應(yīng)用中智能傳感器的開發(fā)和部署，PICMG IoT.1 規(guī)范為傳感器制造商和系統(tǒng)集成商概述了標準數(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)是智能工廠和工業(yè) 4.0 價值的基礎(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起來的樣子。數(shù)據(jù)采集??端點，集成了一些邏輯，用于識別、過濾興趣點，并將興趣點從捕獲的數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡渌到y(tǒng)。

當然，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營數(shù)據(jù)的企業(yè)專業(yè)人士。智能傳感器使用通常由具有多年經(jīng)驗的嵌入式工程師編寫的復雜固件，并且必須對固件進行驗證和測試，以確保生產(chǎn)傳感器可靠地按預期運行。

對于非工程師而言，這足以在智能傳感器計劃啟動之前阻止它。但要讓工業(yè) 4.0 實現(xiàn)其價值主張，所有技能水平的技術(shù)人員都必須能夠輕松開發(fā)、部署和管理智能傳感器。

PICMG 的 IoT.1 固件規(guī)范在設(shè)計時就考慮到了這一點，并提供了一種簡單、無代碼的方式來創(chuàng)建智能傳感器，使這一過程比以往任何時候都更容易。

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友好、人類可讀的格式解釋數(shù)據(jù)，進而擴展到任何主機。

您應(yīng)該能夠?qū)⒅悄軅鞲衅鞑迦肴魏卧O(shè)備并立即識別它及其輸出。就像您將鼠標插入計算機并立即將其識別為鼠標以便您可以開始使用光標導航一樣，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，并使用一組預定參數(shù)將可用數(shù)據(jù)輸出到主機。但與消費 PC 和鼠標的同質(zhì)世界不同，如今的傳感器集成商經(jīng)常編寫自己的定制固件和設(shè)備驅(qū)動程序。

雖然這不會為傳感器制造商增加太多（如果有的話）價值，但它會在細分市場的傳感器之間產(chǎn)生巨大的互操作性問題——而且方式不好。認識到這一點，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發(fā)智能傳感器，PICMG 開發(fā)了 IoT.1 固件規(guī)范。

PICMG IoT.1 規(guī)范定義了一個標準固件數(shù)據(jù)模型，該模型在設(shè)計時考慮到了簡單性。傳感器制造商可以使用它來將普通傳感器轉(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自任何智能傳感器的數(shù)據(jù)提取到任何設(shè)計中。

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

對于初學者來說，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)模型有助于保持數(shù)據(jù)的可訪問性和易于管理。

將其視為由多個預定義字段組成的數(shù)據(jù)庫記錄。例如，汽車的數(shù)據(jù)模型可能包含有關(guān)品牌、型號、顏色、裝飾風格、總行駛里程等的信息。擁有可用于所有汽車的通用數(shù)據(jù)庫表示（數(shù)據(jù)模型）使得對龐大的汽車數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫進行操作變得簡單，因為所有記錄都包含相同的字段。

類似地，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、最小值和最大值、讀數(shù)類型和線性化，以準備傳輸?shù)较到y(tǒng)。在可能有數(shù)百或數(shù)千個傳感器捕獲數(shù)據(jù)的環(huán)境中，例如在智能工廠中，可能有數(shù)十種不同類型的數(shù)據(jù)。

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

PICMG IoT.1 如何使數(shù)據(jù)可用

用戶可以在 IoT.1 數(shù)據(jù)模型中指定其傳感器的獨特特性。從那里開始，IoT.1 數(shù)據(jù)模型根據(jù)數(shù)據(jù)類型將數(shù)據(jù)組織到預先確定的字段中，因為每個傳感器都有不同的字段來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 PICMG 開發(fā) IoT.1 數(shù)據(jù)模型時，他們選擇了兩種行業(yè)標準的數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議：PLDM 和 MCTP。這些協(xié)議中的每一個都在數(shù)據(jù)雙向傳輸?shù)牟煌瑢由线\行。

數(shù)據(jù)管理任務(wù)組 （DMTF） 的 PLDM 協(xié)議允許通過預先確定的命令與設(shè)備的數(shù)據(jù)模型進行操作和交互。MCTP 接受 PLDM 請求并提供跨系統(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通知系統(tǒng)。在接收到來自傳感器的發(fā)現(xiàn)請求后，系統(tǒng)可以查詢設(shè)備，接收其數(shù)據(jù)模型，并必要時將其集成到系統(tǒng)中。

如果沒有數(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