今天，物聯網(IoT)不僅僅是連接設備和無縫通信。新興的物聯網對貨物生產方式產生了深遠的影響，引發了另一次工業革命——工業4.0。

工業4.0或第四次工業革命是當前制造業自動化和數據交換的趨勢。它基于網絡物理系統（CPS），網絡機器，以及智能和高度靈活的軟件。在工業環境的背景下，當需要分析長時間收集的大量數據時，就會更需要物聯網。

將次應用在工業環境的實踐中，物聯網主要涉及數據采集、處理和相關控制系統。設備或資產連接到云或本地信息技術（IT）基礎設施以收集和/或傳輸數據。然后處理和分析該數據以提供關于控制系統的見解。控制系統直接作用于實時測量，通常不包括存儲。物聯網和云基礎設施提供了保存在較長持續時間內收集的所有數據的機制。在云上收集的數據可以用于通過統計分析長時間收集的數據來管理控制系統。

雖然典型的過程控制器基于處理短期糾正措施的實時數據進行操作，但物聯網和基于云的技術可實現長期觀察和改進。

讓我們以簡單的控制系統/家庭自動化控制器為例進行說明。

該系統包括以下組件。

控制器板連接到傳感器和執行器

這些可以基于直接（或經由工業總線）連接到傳感器或執行器的微處理器（MPU）。或者它們也可以基于運行RTOS的低端MPU處理更多的功能。雖然基本功能是感測參數或從傳感器進行測量，然后控制執行器/輸出，但是這些系統可以擴展以將期望的參數推送到云服務器。

云服務器

云提供了各種功能，包括具有冗余的分布式存儲，高可用性和集中式設備管理。云還可以提供分布式計算基礎設施以執行涉及大數據的期望業務邏輯或數據分析邏輯。

為系統提供用戶界面的客戶端

客戶端是前端，提供用于配置和檢索信息和狀態的人機接口。客戶端可以是在不同平臺上實現的應用程序，包括PC、瘦客戶端；平板電腦、智能手機等

解決方案示例

讓我們看看使用IoT-SDK實現一個簡單的物聯網啟用的家庭/辦公自動化控制器的，IoT-SDK提供將工業總線/協議接口到云的中間件。

系統使用：

基于Sitara? AM437x 處理器的工業網關作為控制器板

基于云的存儲（使用AWS或開源物聯網服務器KAA）

Android智能手機應用程序作為客戶端

IoT-SDK為網關/設備以及客戶端提供軟件組件。設備和客戶端中的云服務器接口都是非常抽象的，能夠從一個云平臺無縫遷移到另一個云平臺。IoT-SDK支持亞馬遜Web服務(AWS)云集成或開源云服務器KAA實現。

工業網關

工業網關是將慢速工業串行總線和物理輸入/輸出與TCP/IP領域相連的器件。它基于運行Linux?的AM437x處理器片上系統（SoC）進行設計，并具有以下傳感器互連選項：

RTD：

支持2線，3線，4線連接，工作溫度范圍為-200°C至+ 850°C

支持鉑（Pt100，Pt200，P500，Pt1000），鎳（Ni100，Ni120，N200），銅，balco，通用PTC和NTC

熱電偶：

支持溫度范圍：-200°C至+1260°C

支持類型J，K，E，T與N

模擬輸入：

支持電壓模式（0至10V）和電流模式（0至20mA；4至20mA）

+模擬輸出：

支持電壓模式（-10至10V）和電流模式（0至20mA；4至20mA）

多繼電器控制：

電壓：230V AC

電流：5A

Modbus RTU

OBD接口

KNX

EtherCAT?

PROFIBUS

IoT-SDK將系統轉換為具有以下功能支持物聯網的工業網關：

監視通過物理IO、MODBUS RTU、EtherCAT、KNX等直接連接的傳感器的參數/測量。

持續監控所需參數，評估邏輯條件并驅動執行器以實現所需的輸出動作。

基于編程定時器的輸出控制。

將參數（和事件）記錄到遠程云存儲或本地存儲，以獲得期望的周期和平均持續時間。

根據需要遠程控制執行器，從而使云服務器（或客戶端）能夠基于業務數據分析驅動期望的輸出動作。

云基礎設施

云基礎設施使用商業化的亞馬遜Web服務（AWS）構建，或者可以托管在自定義物聯網開源服務器（如KAA）上。

AWS或KAA云服務器應配置為管理（啟用/禁用）工業物聯網網關設備，并支持以下功能：

規則引擎來管理從物聯網網關發送的數據，并采取用戶定義的操作

將物聯網網關數據存儲在數據分析所需的NoSQL長期存儲中

向移動客戶端應用程序提供通知

Android客戶端

客戶端應用程序為物聯網設備及其存儲在云服務器中的大數據提供用戶界面。客戶端應用程序是使用完全提供抽象低層API的IoT-SDK開發的。所有用于與云服務器連接并與物聯網設備（網關）接口的業務邏輯都用簡單的API抽象化。API可用于：

配置監控功能。

配置日志功能。

配置事件生成和輸出控制等的閾值。

查詢來自設備以及云存儲的信息。

接收從云服務器觸發的事件的通知。

從存儲在云服務器中的大數據分析和生成有用的報告。

通過云服務器控制設備上的操作。

物聯網建立在一系列技術的基礎上，包括新舊硬件平臺、大數據、云計算和機器對機器（M2M）計算，API將所有這些部分組合在一起。

AM437x處理器片上系統增強了豐富的圖形用戶界面的3D圖形加速功能，以及用于確定性、實時處理的協處理器（PRU-ICSS），包括工業通信協議，如EtherCAT、PROFIBUS、EnDat等。這與目前可用的功能豐富的物聯網SDK相結合，使開發人員能夠快速構建安全的企業級智能網關，滿足諸如智能城市、聯網汽車、能源監控、車隊管理和健康等工業和家庭自動化應用以外的廣泛應用。

審核編輯：何安淇