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物模型面临哪些技术挑战?

物模型面临哪些技术挑战?

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令人无语的八阿哥 2021-10-14 15:23:20 577 0
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  • 物模型由于描述所有异构设备完整能力,而且在设备全生命周期都发挥着作用,因此物 模型设计过程中存在以下需要解决的难题:

    • 普适性:物模型的定义和设计能够适应所有设备,需要可覆盖工业、生活、农业、交通 多个不同行业。因此在设计上需要找到设备最本质的共性、抽象出一套模型。

    • 超大点位和超复杂结构:尤其工业场景,通常需要对包含大量传感器(万级别)的传 统自动化系统进行数字化,对物模型提出了非常大的挑战,物模型复杂度变成了和物理 实体和环境复杂度成正相关,我们需要从中找到最本质的破解方法,避免物模型复杂度 变得不可控。

    • 国际化:设备可以在任何阶段售往全球各地,物模型能够让设备在各地具备多语言的能力。

    • 可插拔:工业文明发展快很重要的一点在于标准化,大量复杂设备都可以标准化组装而成,比如汽车、轮船、家居等,模块可以根据产品特性进行动态插拔,因此物模型同样 需要能够适应物理设备模块可插拔特性。

    • 安全开发:物模型在设备开发阶段定义,在设备运行阶段被引用,需要保障开发阶段定 义或调试的物模型不影响生产阶段正在运行的设备。

    • 快速调试:传统硬件开发和软件开发需要全链路一起配合调试,周期长成本高。有了物 模型,调试阶段需要确保软硬解耦,不相互依赖。

    • 高可靠:线下化是物联网与互联网很大的差异点,大量线下的物理设备,地理位置和应 用场景及其广泛,设备出现问题现场运维成本非常高,而且对社会影响大,因此物模型 在设备运行阶段的可靠性要求非常高。

    • 可回滚:为了保障高可靠,物模型在开发到运行过程中,一旦出现异常需要确保可快速 回滚。

    • 可适配:由于行业里面已经有不少设备模型和交互协议,比如工业场景的 Modbus, opc 等,生活场景的 ble,zigbee 等,当然还有大量三方平台私有协议,为了帮助这 些存量设备能够使用物模型,物模型需要具备模型和协议适配能力。

    • 统一交互协议:设备除了需要可表达之外,还需要可访问,物模型不仅需要定义设备 能力描述规范,还需要定义设备被访问方式,所有设备都能够使用同一套交互协议进行 访问,设计上也存在着不小挑战,比如资源受限设备、弱网环境设备、工业边缘设备对 协议要求都会不一样,有些追求低功耗、有些追求少带宽、有些追求大点位高频、也有 追求网络多级级联等等。

    • 孪生代理:物模型核心价值在于物理实体数字化,物理实体在云上数字化后会构建数字 孪生体,数字孪生体的数据模型、访问方式均基于物模型,数字孪生体代理物理设备与 行业应用进行交互,从而达到软件与硬件的解耦。然而孪生代理应该具备哪些特性以确 保硬件能力都可以高效可靠地访问是非常有挑战的,比如设备断网或异常情况孪生代理 如何与应用交互,是确保指令必达还是快速失败,可能不同场景诉求不一样。当然具备 海量数据的孪生体如何基于数据智能化,反向指导物理设备生产运维,达到和物理设备 共智的目标这是更大的挑战

    资料来源:电子书《AIoT 物联网开发实战(上)》,下载链接:

    https://developer.aliyun.com/topic/download?id=1147

    2021-10-14 16:05:06
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