工业物联网的系统结构和关键技术
工业物联网(IIoT)是一种将物理设备、机器和系统相互连接的分布式网络，通过收集、传输和处理数据，实现工业制造、物流管理、能源管理等多个领域的智能化、高效化运作。以下是工业物联网的系统结构和关键技术。
工业物联网系统结构
从工业系统的角度，给出了比较简洁的IIoT系统结构，分为三层：物理层、通信层和应用层。
1、物理层
由广泛部署的物理设备组成，如传感器、执行器、制造设备、设施实用程序以及其它工业制造和自动化相关对象。
2、通信层
由众多通信网络的集成，如无线传感器和执行器网络(WSANs)、5G、M2M、SDN等。在智能工业应用中，各种网络技术将必然支持相当数量的传感器和执行器的互连。
3、应用层
由各种工业应用组成，包括智能工厂、智能供应链等。这些智能工业应用利用众多的传感器和执行器，实现实时监控、精确控制和有效管理。
基于云的工业物联网架构
1、设备层
设备层包括异构IIoT设备，从功能强大的计算单元到极低功耗的微控制器，不一而足。这些设备通过各种有线和无线网络连接到网关层。
大多数物联网设备的资源有限，包括内存大小、计算能力和通信带宽等。此外，这些设备及其所采用的网络技术具有高度的异构性，给IIoT设备的互连带来了很大的挑战。由于异构性，设备之间的互操作性应当放在首位，以使得异构设备可以在语法和语义上以用户可接受的形式进行转换。
2、网关层
大多数公司和组织都部署自己的自定义网关来管理本地IIoT网络，聚合数据，并充当通往云的桥梁。这些定制的网关通常是已部署的IIoT基础设施的组成部分，直接导致“烟囱式”解决方案。这进一步导致了互操作性问题，即一个组织提供的数据和服务不能被其他组织的设备共享或使用(由于不同的网络协议，数据格式等)，并且所采用的安全机制通常是专有的。
3、云服务层
云服务层提供与云相关的功能，例如数据库服务和应用服务，以管理本物联网提供的数据。本地物联网和云服务层共同构成了最常见的现有基于云的物联网基础设施。
工业物联网的关键技术
1、 识别和追踪技术
工业物联网涉及的识别和跟踪技术包括RFID系统、条形码和智能传感器等。一个简单的RFID系统由一个RFID工业读写器和一个RFID标签组成。RFID系统具有识别、跟踪和跟踪设备的能力，其越来越多地应用于物流、供应链管理和医疗服务监控等行业。RFID系统的还能提供所涉及设备的实时信息，降低人工成本，简化业务流程，提高库存信息的准确性，提高业务效率。基于RFID的应用仍有很大的发展空间应用。
为了进一步推动RFID技术的发展，RFID可以与无线传感器网络相结合，更好地实时跟踪物体。特别是新兴的无线智能传感器技术，如电磁传感器、生物传感器、船外传感器、传感器标签、独立标签和传感器设备等，进一步促进了工业服务的实现。将智能传感器获取的数据与RFID数据集成，可以创建更适用于工业环境的物联网应用。
2、通信技术
IIoT涉及到无线传感器网络、无线网状网络、无线局域网等多种异构网络。这些网络帮助工业物联网交换信息。网关能够促进网络上各种设备之间的通信，网关还可以用来处理网络上通信中涉及的复杂节点。不同的设备可能有不同的QoS需求，比如性能、能源效率和安全性。许多设备需要电池，因此，降低这些设备的能源消耗是一个首要问题。工业物联网中还涉及利用现有的互联网协议，主要通信协议和标准如：RFID、NFC、IEEE802.11(WLAN)、IEEE 802.15.4(ZigBee)、IEEE 802.15.1(蓝牙)、多跳无线传感器网络、机器对机器(M2M)、传统IP技术如IP、IPv6等。
3、 网络技术
无线网络有很多跨层协议，如无线传感器或Ad Hoc网络(AHNs)。由于工业互联网中的设备通常具有不同的通信和计算能力，以及不同的QoS要求，因此，在应用于工业互联网之前，有的需要进行修改。相比之下，无线传感器网络中的节点通常对硬件和网络通信有相同的要求，因此，不需要改变。此外，工业物联网利用互联网支持信息交换和实现数据通信，而无线传感器网络和AHNs不需要使用互联网进行通信。
工业物联网与物联网的对比
总体上，IIoT可看作是IoT的一个子集。
(1)服务类型不同
通常的物联网仍然以人为中心，“物”是智能电子设备之间的互动、相互联系，以增加人类对周围环境感知和响应。一般来说，物联网通信可以分为机器对用户通信和客户机-服务器交互两类。
IIoT中的通信是面向机器的，可横跨各种不同的市场和应用。IIoT场景包括：i)监视类应用，例如工厂生产过程的监视，和ii)对于自组织系统的创造应用，例如自动化的工业工厂。
(2)连接设备不同
物联网更注重设计新的标准，以一个灵活的、用户友好的方式将新的设备连接到互联网生态系统。相比之下，目前的IIoT设计强调的是集成和连接工厂、机器，从而提供更高效的生产和新服务。基于这个原因，与物联网相比，IIoT可以与其说是一场革命，不如说是一场进化。
(3)网络要求不同
物联网更加灵活，允许临时和移动网络结构，具有较低的时序和可靠性要求(除医疗应用程序)。另一方面，IIoT通常使用固定的网络结构，节点固定、中心化网络管理。IIoT的通信是机器对机器的连接，必须满足严格的实时性和可靠性要求。
(4)数据量不同
物联网生成的数据来自于应用，因此，其传输的数据量中等或者大量。而IIoT目前更多的是大数据分析，例如预测工业维护，因此，在IIoT中，传输的数据量非常大。