物联网运用实例——送给IT架构师们的三道小菜

  （本文主要根据EMC大中国区云计算总监徐晖的分享整理）

在分享案例好菜之前，先为大家送上一道“餐前小菜”开开胃，聊聊IOT这三个字母。大家都知道，IOT是物联网Internet of Things的缩写。而从企业运营的角度来讲，IOT还可以理解为IT（信息技术）+OT（运营技术）。物联网可以看做是一座连通IT（信息技术）与OT（运营技术）的桥梁，从而释放尚未联网的终端的潜能。

在数以亿计正在生产运营的联网设备中，不断产生着新的数据，因此IT需要与OT紧密协作，以安全的方式收集、存储、传输、访问、分析这些数据，并对未来作出预测，从而为业务运营创造价值。而面对这些数以亿计不断增加的数据，则要求IT部门建立在物联网环境下新的业务模型。

物联网数据及架构与传统数据架构的区别：

第一道物联网案例“好菜”可以说是一例囊括多种工业领域应用的拼盘，这道菜源自于某著名跨国公司。这是一家总部位于美国，提供技术和服务业务的出色企业，其经营范围主要包括器材、航空、商业等。在《财富》美国500强排行榜中，这家公司多次名列榜单前茅。

此公司专为工业数据与分析而开发了一套操作系统，实现了人、机、数据之间的互联。它能够快速获取、分析海量高速运行的工业数据，让客户在安全环境下进行数据分析处理，最终优化设备。通过此系统，数据的安全存储问题也将获得保证，确保在各种云环境中都能与各种应用无缝对接。

这套系统使用Cloud Foundry PaaS平台，构建以物联网应用场景为核心的云计算和数据分析基础平台。同时向内部团队和外部客户开放提供服务。这家公司将销售给客户的航空、船舶发动机、工业设备、医疗健康设备通过物联网技术接入系统平台，实现对设备运行状态的实时感知和故障告警，并通过大数据进行分析和预测。

外部用户也可以将应用程序部署在此系统上，免去所有硬件、基础架构和平台的评估、采购、部署、维护等一系列工作。并连接系统平台所提供的数据采集、分析服务，来提升公司产品的使用效率，降低成本。

若将纵横万里的公路比作浩瀚海洋，那么奔驰在路上的车流就是无数鱼群，接下来这道“好菜”就与车有关。为了让车辆变得更加智能化，同时更好的利用车辆自身抓取、分析数据，给予驾驶者更便捷的驾驶体验，车联网应运而生。纵观整个车联网系统，可分为三个层级：

 第一层：端系统

端系统是汽车的智能传感器，负责采集与获取车辆的智能信息，感知行车状态与环境；是具有车内通信、车间通信、车网通信的泛在通信终端；同时还是让汽车具备IOV寻址和网络可信标识等能力的设备。

 第二层：管系统

解决车与车（V2V）、车与路（V2R）、车与网（V2I）、车与人（V2H）等的互联互通，实现车辆自组网及多种异构网络之间的通信与漫游，在功能和性能上保障实时性、可服务性与网络泛在性，同时它是公网与专网的统一体。

 第三层：云系统

车联网是一个云架构的车辆运行信息平台，它的生态链包含了ITS、物流、客货运、危特车辆、汽修汽配、汽车租赁、企事业车辆管理、汽车制造商、4S店、车管、保险、紧急救援、移动互联网等，是多源海量信息的汇聚，因此需要虚拟化、安全认证、实时交互、海量存储等云计算功能，其应用系统也是围绕车辆的数据汇聚、计算、调度、监控、管理与应用的复合体系。

以某著名品牌车载智能通讯技术为例，装配在车辆上的移动智能终端负责获取信息，提供GPS定位、地图导航、语音识别等功能，进行人车交互；端设备及传输系统将数据采集上传；云计算平台则负责分析、整合信息和资源，向终端提供及时的服务。

这套车载智能通讯技术主要应用在驾驶安全、信息服务及交通效率三类场景中，也是车联网1.0的典型应用。其功能包括碰撞自动求助、路边救援协助、音控免提电话、实时按需检测、全程音控领航、车载无线热点、远程车辆定位、车辆远程控制等。

而车联网2.0则进阶为自动驾驶相关技术。目前较为成熟的是驾驶员辅助系统和半自动驾驶系统。完全自动化的驾驶技术需要更完善的V2X技术，目前还尚未成熟。

V2X包括：V2P-车辆感知行人；V2V-车辆之间通讯；V2I-车辆与城市基础设施通讯（交通信号灯、车道识别等）；V2N-车辆与网络通信（地图导航、路径算法、车流、拥堵等）。

最后这道压轴的“主菜”案例可不简单，如同厚实的整块牛排，让人大呼过瘾。这项案例来自一家以创新尖端产品及系统解决方案闻名于世的德国工业公司，其所涉及的产业也非常广泛，从汽车与智能交通技术、工业技术到消费品、能源、建筑技术均囊括其中。而对于工业物联网的成功应用，将带领这家公司贯彻工业4.0战略，使企业的智能化进程更进一步。

“工业4.0”概念，即以智能制造为主导的第四次工业革命，或革命性的生产方法。该战略旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统—信息物理系统(Cyber-Physical System)相结合的手段，将制造业向智能化转型。

工业4.0以互联化为主要特征，对于物联网技术有着很高要求，而这家企业依靠3S，即传感器（sensor）、软件（software）和服务（service），已经在智能家居、能源、工业等领域成功推出了物联网解决方案。

针对工业4.0战略，这家企业在其苏州工厂所执行的解决方案是基于自有物联网云，推出M2M（设备管理）、BPM（业务流程管理）、BRM（业务规则管理）、BDP（大数据处理）四个平台，从而打通客户端、供应商、货运商等整个业务链。

这家企业的自有物联网云由基于Pivotal Cloud Foundry的高扩展性云基础架构组成，能够帮助物联网开发人员更迅速、更轻松地对其应用进行构建、测试、部署和扩展。这一基础架构是PaaS产品的基础，能够帮助物联网开发商设计并交付各种物联网解决方案。

基于企业混合云与Pivotal Cloud Foundry的某企业物联网云苏州工厂解决方案架构

工业4.0是一项长期战略，所有工业4.0项目最终结果将体现在生产系统绩效指标的提升上。为此在生产上，这家企业计划主要将物联网技术运用于以下五个方向：

人员技能：

通过岗位来定制员工发展培训计划，员工的技能和机器设备能够实现相互通信、自我通信。当员工靠近设备时，设备即可识别此人是否具有操作这台设备的技能，若不具备这项技能，设备将自动锁住操作界面，以预防由于人为失误或能力不足而造成质量事故。

机器设备维修：

通过监控设备关键部件和关键参数，由物联传感器收集设备信息，在大数据挖掘手段辅助下，实现部件损耗提前预知与预警，从而得到一些提前性的维护和保养。

看板系统：

在这套体系中，这家企业的苏州工厂计划将生产数据完全透明化，把相关数据集中在重要数据库中，时时了解工厂的物流情况和生产能力，以制定最优的生产计划。

生产物料：

要做到设备能自动计算物料的损耗，预估下一批物料需求，发送信息给仓库，即必须实现设备与设备之间的直接对话。

数据驱动：

数据驱动：通过数据的高度集成为生产或者设备维护提供智能推送，甚至触发自主行为。这家企业的苏州工厂希望在3到5年内能实现一些自主化生产以及动态自主配置。

三道“好菜”已上齐，各位架构师们是否吃的满意呢？通过这三个生动实例不难看出，物联网作为变革时代的一股新锐力量，正逐步发挥着其巨大的潜力。而要将物联网发展所带来的海量数据转化为重要的生产资料，也少不了云计算及大数据技术的支持。EMC作为企业数字化转型的有力推动者，在企业物联网运用中发挥着重要作用。在物联网云架构中，EMC充当着在IaaS层整合VMware及Pivotal软件功能的重要角色，并为企业提供完善的整体解决方案。

虽然目前大多数企业仍处于正在进行数字化转型或即将转型的阶段，企业商业模式、IT架构以及生产方式与物联网技术之间仍需要继续磨合探索。但在未来，随着物物连接数量的不断壮大，通过对物联网所产生的庞大数据进行更深入挖掘与分析，这种虚拟—物理架构必然会带来更多商业价值，给人类活动的各个领域带来巨大的变化。而EMC也将作为云计算与大数据领域的佼佼者，助力更多企业成功迈入数字化时代。