什么是工业物联网?解析M2M、IoT、CPS三者的区别

当今时代,物联网已经成为了新一代信息技术的重要组成部分。在这个信息时代,万物互联是一个重要的阶段,尤其在工业领域,物联网技术更是如火如荼。如何理解物联网中各种行业的差异性呢?M2M、IoT、CPS有哪些区别?

1、M2M(Machine to Machine)

“M2M”的概念主要是由通信行业提出的。最初M2M主要是指:不具备信息化能力的机械设备通过移动通信网络(无线网络)与其他设备或信息系统(IT系统)进行通信。

什么是工业物联网?解析M2M、IoT、CPS三者的区别

通信行业认为:网络在满足了人与人之间的通讯需求后,还可以使得“物与物(Machine to Machine)”之间进行通信联结,构成更高效的信息化应用。此后,M2M的概念又延伸出了“人与机器(Man to Machine)”或“机器与人”的概念。

总体来说,M2M就是指人、设备、信息系统,三者之间的信息互通和互动。

M2M的概念主要强调的是通信实现,网络在其技术框架中处于核心地位。通过“无线连接”的技术手段,实现“端到端”的可靠连接。在物与物“连接”的基础上,实现资产集中监控、设备远程操作、物流仓储管理、移动支付等应用。

2、IoT(Internet of things)

IT行业内认为,IoT的概念最早可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机(Networked Coke Machine)。

而后,1999年美国麻省理工学院自动识别中心在RFID技术的基础上提出了一个物联网概念,在其定义中强调了“信息传感设备与互联网连接”的理念。(原RFID物联网定义:把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来,实现智能化识别和管理。)

什么是工业物联网?解析M2M、IoT、CPS三者的区别

到如今,IoT是互联网企业、软件企业、乃至整个信息产业力推的物联网概念。在实现了人与人的社交互联后,互联网企业希望物和物之间也能通过互联网进行通信。IoT的基础任然是互联网,是互联网的延伸和发展方向。

IoT的概念主要强调的是互联网交互,互联网的全球化、开放性、互操作性、社交性是支撑IoT理念的基础。智能产品一旦有了“网络身份”,便可以衍生出各种互联网应用:产品租赁(共享智能产品)、信息服务(例如定位服务、电子支付、大数据分析)、可穿戴产品应用等等。

3、CPS(Cyber Physical System)

2006年,美国国家科学基金会的Helen Gill提出了CPS的概念,并将其列为重要的研究项目。由于CPS侧重于研究工业、制造业中嵌入式、自动化的信息系统,所以一开始也被直观地理解为“嵌入式物联网”(从现在的信息行业角度来看,这种理解有些片面)。

在“Cyber Physical System”一词中,“Cyber”指的是信息系统,“Physical”指的是物理系统(设备、环境、产生资料)。

什么是工业物联网?解析M2M、IoT、CPS三者的区别

CPS强调的是物理世界和信息世界之间实时的、动态的信息回馈、循环过程。

它深度融合了各类信息技术:传感器、嵌入式计算、云计算、网络通信、软件,使得各种信息化能力(3C:计算-Computer、通信-Communication和控制-Control)高度协同和自治,实现生产应用系统自主、智能、动态、系统化地监视并改变物理世界的性状。

CPS的目标,就是实现信息系统和物理世界、以及各信息系统之间的深度融合:在感知、互联互通(标准的通信、应用协议)、能力开放(互联网服务接口、API-应用编程接口)、安全可控(身份认证、安全加密)、应用计算(数据计算、信息控制)的基础上,构建出一个巨大的、融合的、智能化的生产服务系统。

CPS所涵盖的应用范围十分广阔:从微小的纳米机器人,到庞大的工程基建设备,从城市交通信息提供到远程手术医疗系统,交通、医疗、农业、能源、国防、建筑、制造业流水线都是其涉足的领域。就目前来看,M2M、IoT则更注重于工程技术的落地,CPS则更偏重于科学研究。

在工业领域,生产系统在操控机械设备的同时,还接受并处理从物理世界反馈的信息(感知),生产操控中信息的“上传”和“下达”具有高度的实时协同性。在“M2M”、“IoT”、“CPS”这三种概念中,CPS正是为满足这种特性而设计的,也因此,被认定为工业领域的物联网(IIOT),下一代工业体系中的基础信息系统。

在工业领域中,未来的信息化应用场景和CPS技术构想有着很高的契合度,所以普遍认为CPS是实现工业物联网的核心技术。

虽然通信领域的M2M和互联网领域的IoT已经先入为主,深得人心,在商业系统中和消费市场上已经呈现出了各式各样的应用和产品。但工业领域作为全球经济主动脉,才是未来物联网技术(即CPS)发展的核心领域。

当然M2M、IoT、CPS相互之间并不是孤立的,在它们当中很多技术功能是相互交叉或互补的,它们都代表了重要的物联网领域,只是侧重不同而已。

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