物聯(lián)網(wǎng)驅動技術標準為降低

物聯(lián)網(wǎng)驅動技術標準為降低將工業(yè)以太網(wǎng)集成到受限網(wǎng)絡和設備的成本和復雜性創(chuàng)造了新的可能性。鑒于DeviceNet取得了巨大的成功，ODVA和羅克韋爾自動化有興趣尋求在設備級實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)的技術解決方案，這并不奇怪。其結果是推動探索受限網(wǎng)絡和設備的EtherNet / IP增強功能，并最終追求基于以太網(wǎng)，IP和相關開放式生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)網(wǎng)絡的可能性和優(yōu)勢。

這項技術的潛在優(yōu)勢可能是巨大的，包括通過最小化網(wǎng)關使用，消除硬接線以及使用云連接和分析改進系統(tǒng)優(yōu)化和維護來降低設備的復雜性和降低成本。

在最近的ODVA技術會議上，其中一個演講討論了這一單一網(wǎng)絡愿景的障礙，以及一系列有助于實現(xiàn)這一目標的探索領域。該論文的作者包括大衛(wèi)D.勃蘭特，高級首席工程師和大印許，在羅克韋爾自動化公司的高級研究工程師約爾格Hähniche博士，開發(fā)和集成服務的負責人一起，和馬提亞·迪特里希在恩德斯豪斯過程解決方案的軟件工程師AG。

該論文的結論是，開放標準提供了可以在這一領域承擔的新技術，以克服主要與成本和復雜性相關的障礙。許多因素可能會共同推進EtherNet / IP的前景，專門用于“受限”的網(wǎng)絡和設備。這些包括：

前所未有的物聯(lián)網(wǎng)機會促使IETF標準組織(www.ietf.org)為受限設備和網(wǎng)絡(RFC 7228)創(chuàng)建IP堆棧優(yōu)化。

增強功能適用于低功耗無線(6TiSCH)和有線網(wǎng)絡，并提供開放標準解決方案。

可能性包括消除TCP開銷(僅限UDP)，壓縮消息的新功能(6LoWPAN)，地址空間擴展(IPv6)，安全優(yōu)化(OSCORE)以及縮小設備上使用的Web服務器(CoAP)的能力。

該報指出：“眾多行業(yè)涌入IEEE，開發(fā)增強功能，使以太網(wǎng)能夠取代其他網(wǎng)絡。由此產(chǎn)生的單對以太網(wǎng)套件可減少布線，節(jié)點成本，尺寸和功耗，從而在單對上提供通信和電源。1000米的變體針對加工廠和其他大型場地。確定性以太網(wǎng)總線變體針對非常受限制的設備，例如機柜內(nèi)部件。“

IEEE貢獻

隨著物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造機會和主要市場(例如汽車)，轉向全以太網(wǎng)車輛，主要組織正在推動以太網(wǎng)和/或IP的擴展。主要行業(yè)參與者組成了OPEN(One Pair EtherNet)聯(lián)盟，以推廣各種單對以太網(wǎng)(SPE)解決方案，并致力于IEEE內(nèi)部的開放標準解決方案。

其他市場應用領域，包括智能LED照明和過程自動化，也一直致力于針對特定行業(yè)的解決方案。IEEE在單對以太網(wǎng)(SPE)上的工作預計將提供以太網(wǎng)通信，并通過長達1000米的電纜(包括許多已安裝的電纜)為本質(zhì)安全環(huán)境供電。

關鍵技術要點

本文中提到的許多受限制的EtherNet IP應用領域適用于智能制造，包括機柜內(nèi)和機上實施，過程自動化和低功耗無線系統(tǒng)。

一種有趣的技術可能性是僅在這些系統(tǒng)中使用UDP作為降低成本和復雜性的方法。EtherNet / IP當前要求在設備的網(wǎng)絡堆棧中使用TCP和UDP。盡管TCP確實具有優(yōu)勢，但它還增加了額外的資源需求。TCP是面向連接的;堆棧需要跟蹤連接到設備的每個客戶端和緩沖消息，以防數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡上丟失并需要重新傳輸。

根據(jù)該論文，“僅使用UDP可以顯著降低堆棧復雜性和消息。僅限UDP的原型在受限設備中的閃存和RAM節(jié)省了約30%。這種減少意味著設備使用一個更小的MCU，從而降低了成本，尺寸和功耗。“

雖然這些解決方案的工作正在進行中，ODVA會議的主持人強調(diào)我們處于發(fā)展的早期階段，但這是一個值得關注的技術領域，因為它有可能創(chuàng)造巨大的長期效益。

以下是ODVA會議上提供的完整技術論文的鏈接：受限設備和網(wǎng)絡的EtherNet / IP增強功能。

Al Presher是Design News的資深作家，涵蓋自動化和控制，運動控制，動力傳輸，機器人和流體動力。