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PICMG IOT.1智能物联网传感器的规范如何工作?

经过杰夫·谢泼德(Jeff Shepard)|2022年7月8日

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PCI工业计算机制造商集团(PICMG)正在开发一系列规格,以实现智能传感器和效应器的插件互操作性。这项工作包括旧的非iot(非IP)设备的大型安装基础和较新的IOT智能传感器。PICMG计划包括开发三个物联网规格的家庭。PICMG IOT.1是这些标准的第二个。

该常见问题解答介绍了PICMG IoT.1的概述,查看先前发布的PICMG IoT.0标准,并审查了该系列中第三个也是最后一个标准的进度,即PICMG IoT.2。

IoT.1支持许多新兴行业4.0应用所需的感测和运动控制。它定义了固件接口和低级数据模型,该模型可提供智能传感器和效应器的供应商独立的配置,以及具有更高级别的安装级别的插件互操作性。1之前,PICMG解决了存在工厂设备的物理传感器和执行器的层次结构的最低级别。这些设备中的每一个都可能支持或不支持IOT,因此PICMG开发了Iot.0(也称为Microsam),以解决硬件互操作性的问题(Figure 1).

Figure 1: IoT.1 builds on the initial IoT.0 specification that addressed the issue of hardware interoperability (Image:PICMG)

IoT.1规范是PICMG与分布式管理工作组(DMTF)组织之间的共同努力。更彻底地满足行业4.0的需求。PLDM是一个低级消息传递系统,支持拓扑,事件和发现,并在各种系统级别的总线上运行,例如I2C/SMBUS和PCIE供应商定义的消息(VDM),而不是管理组件传输协议(MCTP),MCTP),基于网络控制器边界接口(NC-SI)等的基于媒体独立接口(RMII)的传输(RMII)。物联网的好处。1包括:

  • Enabling the production of smart sensors based on control circuits and software from PICMG compliant suppliers.
  • Enabling the interoperability of smart sensors and smart sensor components from various makers.
  • 使传感器和智能效应器的集成器能够使用来自多个供应商的设备和控制器。
  • 通过开放规格来加速行业4.0中智能Senor技术的采用,以确保互操作性

在microsam上建造

The Micro Sensor Adapter Module (MicroSAM) is a compact computing module developed specifically to meet the needs of sensor-domain control in the Industrial Internet of Things (IIoT) and Industry 4.0. MicroSAM was the first IoT specification from PICMG. It was developed to solve the challenge of integrating non-IoT devices. MicroSAM is a 32 mm x 32 mm low-power microcontroller board that allows non-IIoT-enabled devices to interact with an IIoT gateway in a plug-and-play manner.

MICROSAM的引入填补了其他PICMG规格未解决的必要条件;设计用于在传感器域中与MCU一起使用的模块。它针对处理性能和I/O连接进行了优化。此外,MicroSAM可以与其他PICMG设备(例如Microtca,Com Express或Cmpactpci Serial)一起使用,这些序列可提供较高的控制层,而MICROSAM提供了传感器优化的连接性。

MicroSAM通过提供专门针对行业4.0应用程序嵌入式使用的基于标准的解决方案,与现有生态系统共存并扩展了现有的生态系统。MICROSAM提供的基本功能是:

  • 工业工作温度范围为-40至+85°C
  • Industrial grade power filtering and signal conditioning for embedded installations
  • RS422通信
  • 直接连接到模拟电压,模拟电流和数字传感器
  • Secure connectivity using latching connectors
  • 运动控制应用的脉冲宽度调制(PWM)输出
  • Synchronization using hardware interlock and trigger signals
  • 紧凑(32毫米x 32毫米)

When combined with the PICMG sensor-domain data model and network architecture and data model, sensors connected to MicroSAM modules seamlessly integrate into the network with plug-and-play interoperability(图2)。

图2:MICROSAM模块旨在支持PICMG传感器域数据模型和网络体系结构。(图片:CNX软件)

即将推出:PICMG IOT.2

The PICMG IoT.2 network architecture specification is expected to be ratified later this year. It defines the integration of smart sensors and effectors, as well as their data, into larger Industry 4.0 systems of systems. IoT.2 is based on DMTF’s Redfish API and outlines an abstraction layer and transactional model so that sensor and effecter endpoints can be monitored and managed in the context of job models similar to those available from cloud service providers. When used together, IoT.1 and IoT.2 are intended to support the analytics required for higher productivity levels and throughput across a factory environment(图3)。

  • 1提供了物理设备参数的低水平可见性,可以直接影响生产线的质量和效率
  • 2提供了一个类似IT的接口,用于在高水平的抽象中管理机器和作业。
Figure 3: The IoT.2 standard is expected to complement IoT.1 and enable analytics across factories to improve productivity. (Image:PICMG)

支持协作,PICMG物联网。2标准will enable existing IoT communications protocols and models to be converted to maintain compliance with the new specification. The strategic alliance between PICMG and DMFT enables IoT.2 to use RedFish APIs. RedFish is a RESTful (Representational State Transfer) interface for the remote management of a platform. REST is simple, well-established, and easily facilitates client and server interactions. RedFish Framework benefits include:

  • Easy for machines to parse and generate, and for people to use
  • Scalable for use in Industry 4.0 systems of systems
  • 重新使用良好组织格式建立的原则
  • Secure, extensible, and interoperable

红鱼接口定义包括JavaScript对象符号(JSON)和开放数据协议(ODATS)。ODATS是ISO/IEC批准的OASIS标准,它定义了一组用于构建和消耗静止API的最佳实践。红鱼界面利用了通用的Internet和Web服务标准,其硬件管理概念与PICMG的硬件平台管理(HPM)非常相似。PICMG以红鱼通信协议为基础,希望增加运动控制功能,例如多铸造功能和网络时间协议(NTP)时钟。在PICMG IoT.2网络体系结构规范的最终版本之前,将包括其他安全功能。

Summary

PICMG正在开发一系列三个规格,以实现智能传感器和效应器的插件互操作性。这些规格涵盖了旧的非IP启用设备的大型安装基础和较新的启用IOT的智能传感器。开发了最初的PICMG IOT.0规格是为了解决集成非iot设备的挑战。最近发布的IoT.1规范定义了固件接口和低级数据模型,该模型可提供智能传感器和效应器的供应商无关的配置,旨在支持许多新兴行业4.0应用所需的传感和配置的运动控制。仍将发布的PICMG IoT.2将完成努力,并将智能传感器和效应器及其数据的集成到较大的行业4.0系统系统中。

References

工业物联网概述,picmg
MICROSAM系统在模块中标准目标微控制器,IIT传感器,CNX软件
PICMGRatifies IoT.1 Firmware Specification for Smart IoT connected Sensors and Effecters,picmg


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