在即将结束的2018年，工业协同、工业创新、工业互联网、工业物联网等有关工业的热词依旧是物联网行业讨论的热点话题。根据中投顾问的调查数据显示，2017年中国工业物联网市场规模为2，400亿元。预计2019年我国工业物联网市场规模将达到3，650亿元，未来五年(2019-2023)年均复合增长率约为18.84%，2023年将达到7，280亿元。

　　数据来源：中投顾问产业研究中心

　　在谈论融入物联网技术后的工业具有的优势前，首先要知道工业物联网的基础以及该注意的哪些方面，最后再来探讨该项技术带来的商业模式。

　　6种常见的工业协议

　　不同设备之间的连接，关键在于网络互通问题，不同时期、不同品牌、不同协议的工业设备，如机床、热处理设备、自动生产线、柔性生产线、专机设备、AGV、3D打印设备、注塑机、测量仪、机器人乃至可穿戴设备等，都有不同格式的数据通信协议，因此，连接是一个极其复杂的过程。这里列举6种常见的工业协议。

　　1、RS232

　　在串行通讯时，要求通讯双方都采用一个标准接口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS-232接口是目前最常用的一种串行通讯接口。RS-232-C是美国电子工业协会EIA(Electronic Industry Association)制定的一种串行物理接口标准。RS-232总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。工业控制的RS-232口一般只使用RXD、TXD、GND三条线。通常 RS-232 接口以9个引脚 (DB-9) 或是25个引脚 (DB-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口，分别称为 COM1 和 COM2。

　　2、RS485

　　联网通信接口最初是数据模拟信号输出简单过程量，后来仪表接口是RS232接口，这种接口可以实现点对点的通信方式，但这种方式不能实现联网功能，随后出现的RS485解决了这个问题。

　　485通讯接口是对通讯接口的硬件描述，它只需要两根通讯线，即可以在两个或两个以上的设备之间进行数据传输。这种数据传输的连接，是半双工的通讯方式。在某一个时刻，一个设备只能进行发送数据或接收数据。而RS232是全双工，最少3条通信线(RX,TX,GND)，因为使用绝对电压表示逻辑，由于干扰，导线电阻等原因，通讯距离不远，可以做到低速时几十米。

　　在RS232或RS485设备联成的设备网中，如果设备数量超过2台，就必须使用RS485做通讯介质，RS485的设备间要想相互通信只有通过“主(Master)”设备中转才能实现，这个主设备通常是PC，而这种设备网中只允许存在一个主设备，其余全部是"从(Slave)"设备。而现场总线技术是以ISO/OSI模型为基础的，具有完整的软件支持系统，能够解决总线控制、冲突检测、链路维护等问题。

　　3、CAN

　　控制器局域网CAN( Controller Area Network)属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。是由德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线。由于其高性能、高可靠性以及独特的设计而越来越受到人们的重视，被广泛应用于诸多领域。CAN协议分为物理层和数据链路层，CAN的信号传输采用短帧结构，传输时间短，具有自动关闭功能，具有较强的抗干扰能力。CAN支持多主工作方式，并采用了非破坏性总线仲裁技术，通过设置优先级来避免冲突，通讯距离最远可达10KM/5Kbps/s，通讯速率最高可达40M /1Mbp/s，网络节点数实际可达110个。

　　由于CAN总线本身的特点，其应用范围目前已不再局限于汽车行业，而向自动控制、航空航天、航海、过程工业、机械工业、纺织机械、农用机械、机器人、数控机床、医疗器械及传感器等领域发展。

　　4、PROFIBUS

　　PROFIBUS是德国标准(DIN19245)和欧洲标准(EN50170)的现场总线标准。由PROFIBUS--DP、PROFIBUS-FMS、PROFIBUS-PA系列组成。DP用于分散外设间高速数据传输，适用于加工自动化领域。FMS适用于纺织、楼宇自动化、可编程控制器、低压开关等。PA用于过程自动化的总线类型，服从IEC1158-2标准。PROFIBUS是一种用于工厂自动化车间级监控和现场设备层数据通信与控制的现场总线技术。可实现现场设备层到车间级监控的分散式数字控制和现场通信网络，从而为实现工厂综合自动化和现场设备智能化提供了可行的解决方案。该标准广泛适用于制造业自动化、流程工业自动化和楼宇、交通电力等其他领域自动化。

　　5、ModBus

　　Modbus是由Modicon(现为施耐德电气公司的一个品牌)在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。

　　ModBus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。

　　ModBus网络只有一个主机，所有通信都由他发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。采用这个系统，各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。

　　Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

　　Modbus是通讯协议，而RS232、RS485只能代表通讯的物理介质层和链路层。Modbus协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准。

　　6、OPC

　　OPC全称是Object Linking and Embedding(OLE) for Process Control，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数，由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序，在这种情况下，OPC标准应运而生。OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成，在OPC技术中使用的是OLE 2技术，OLE标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。

　　RS232、RS485是硬件接口技术，CAN、PROFIBUS是现场总线技术，ModBus是工业控制协议，OPC是网络数据接口。当然，工业协议非常多，常见的现场总线就有二十多种，若要设备彼此之间无障碍通信对话，至少需要5000种以上的通信协议，所以标准化的设备通信协议目前来说还很难实现，这是一个漫长的过程。

　　安全威胁需重视

　　区别于传统网络环境，物联网面临新的安全威胁，从感知层到应用层对现有的技术手段和管理方式都提出了新的挑战。在今年1月，以色列电力供应系统出现了史上最大规模的网络攻击事件;4月，德国核电站负责燃料装卸的系统遭到攻击;10月，美国遭遇史上最严重“断网”号称Ddos攻击;12月，乌克兰再次遭黑客攻击导致电力系统中断。据Gartner预计，到2020年，针对IOT设备的攻击将占到企业遭遇攻击总数的25%。

　　工业物联网安全威胁亦是如此，安全威胁均来自各个层面，任何一个环节的防护缺失都可能导致整个系统遭受致命攻击。

　　网络接入：网络接入是IIOT生态构建基础，涉及物联网设备感知和接入，横跨多个网元及系统，如发生无线干扰、基站攻击、伪基站篡改伪造消息、监听终端AP通信等。

　　数据传输：承载物联网及控制系统的关键数据，易被劫持、监听、篡改和仿冒，如数据监听、数据窃取、数据篡改仿冒、数据破译等，会导致敏感隐私数据泄露或重大商业损失。

　　智能设备：智能硬件及应用是工业物联网的基础，面临的安全风险分为通用和个性化两部分，内置的系统及应用具有形态多样、场景丰富、受众分散等特点，是整个体系链内最易被攻击的环节之一。构成IIOT的智能设备，假若终端DDOS被攻击、终端恶意访问，或绕过网络防护进行攻击，由于厂商众多、目标分散、防御水平良莠不齐等原因，容易被攻击者突破造成整个系统的瘫痪。

　　应用系统：IIOT的业务承载，也是整个体系内最易被攻击利用的点，存在代码、数据、业务、通讯等多方面安全风险。

　　涵盖的商业模式

　　依据工业物联网推出的各类解决方案都和市场的商业模式密不可分，事实上，在设计一个解决方案时可以将关于商业模式的构想当做需求的一个维度加以分析，同时，解决方案的技术和经济可行性也会影响其对应的商业模式构建。此外，选择商业模式也受承载该方案的企业战略、目标市场客户群体的偏好和接受能力等因素影响。

　　1、私有系统

　　这是工业物联网领域最常见的业务模式。最早出现的场景多数来自电力、能源、市政、大型制造业等领域。在这些场景下，用户往往是系统的唯一用户或关键用户，该方案上线对用户主营业务的利润、管理效率、产品质量、工作场所安全性等等的提升来衡量解决方案的价值。

　　私有系统的提供者多为工业物联网集成商，要求能为用户提供定制化解决方案，且具备较强的客户需求掌控能力和产品化能力。

　　2、业务平台

　　业务平台的模式是指那些聚焦某个或几个相似的或者具有一定关联性的业务领域，提供线上线下专业服务的物联网平台。这些平台的业务模式一般工业属性较浓重，而物联网解决方案是作为其业务支撑体系存在的。

　　工业物联网技术是为了搭建一个信息化的系统，对工业设备的故障、统一化管理和大数据分析等等做分析维护，这跟私有系统本质上有相似性，都体现了业务流程的特点。

　　3、通用平台

　　众多的连接设备让通用平台对数据量的承载有很大要求，一般由腾讯、阿里云、微软、亚马逊等典型的大型云计算服务商和众多的电信运营商提供应用场景中常用技术架构的支持，如MQTT服务等，以方便用户将物联网解决方案在其提供的平台上搭建。

　　通用平台提供的是部署在云端的通用技术组件，各家提供的技术组件有一定的差异性，但一般也可以划分为数据采集、数据库、规则引擎、发布工具等。有的还配有设备端的数据采集技术包提供，以便在设备端就完成数据的规范化，以及实现更好的设备端和平台的保密和安全性。

　　4、通用组件

　　一些从事系统集成或自用系统的建设过程中，发现一些技术组件具有一定的通用性，从而将这些技术组件作为产品销售。设备端的网关、服务端的软件都可以成为销售的对象，而其他集成商可以购买这样的产品用于自身项目中的解决方案的实现。

　　很多传统的工业控制系统提供商都是采用的这种商业模式，因为网关和服务软件的销售模式很像其传统的控制器、采集器和组态软件等产品的销售模式，可以利用现有团队和渠道的能力。集成商在这里仍然会扮演销售渠道的角色，因为这种模式下，交付的这些通用组件是不能直接满足最终用户的需求，必须经过系统层面的二次开发。

　　工业物联网解决方案的商业模式可以有多种模式，一家工业物联网业务的企业未必只有一种，往往同时扮演着多个角色，未来将等待众多IIOT企业的共同参与和探索。