Internet+ or CPS 行业系统解决方案

今天闲来无事，就想整理下技术方面的东西，后续希望尽量使用开源的东西，铺垫一些基础框架，积累一些思路。其实，以前一直都在做嵌入式的开发工作，互联网方面也就一点PHP的开发经验（NAS），而当前WEB段开发，都习惯性用Java，虽然在项目开发中学了一些，但也有点脱节了，呵呵。

互联网+和物联网智能硬件系统百花齐放百家争鸣

在这个大数据时代，互联网+和物联网智能硬件系统集成方面，传统电子行业和IT互联网行业都争着提出行业系统性的解决方案，从而形成了行业内百花齐放百家争鸣的态势。这种局面显然是一个新的契机，而契机后面对应的是行业的整合。因为行业尚没有成行的整体规范和标准，百花齐放意味着标准混乱，自成一套体系，在商业上为了更好的迎接整合时的挑战，就必须突出自己的优势，在激烈的竞争中赢得一席之地。

Internet+ or CPS 业务系统方案讨论

如何构建这套系统并非完全是技术的问题，更多的站在资源的角度来分析问题，解决问题，并注重企业自身的优势来开发核心业务，在这套解决方案的生态系统中中起到一个关键角色。只有具有核心业务的竞争力，企业才能立于不败之地。

因此，业务是核心，而系统方案的开发，个人建议还是大量采用成熟的开源技术。主要原因还是从企业快速产品化，快速运营，盈利角度出发。而技术上，开源代码的规范性，其实质量都还是非常不错的。虽然当运营到达一定规模的时候，企业还是要回头来解决快速上线采用开源技术带来的一些列技术问题。暂且不谈这个吧，等有钱了，到时候再考虑这些问题也不失为一种方法。

互联网+和物联网都离不开终端设备，因为我们的触角已经延伸到了物（每个智能物件，智能硬件），因而也就需要将智能硬件作为行业解决方案集成到系统。而这些嵌入式智能设备越来越多作为检测，控制，监控领域。这些设备的数据被收集起来形成大数据后，进行进一步的分析，帮助制定下一步的方案，优化决策。

比如：
1.智能牧业：牛奶是哪个工厂，哪条生产线，什么时间，检验员是谁，奶牛是哪头，该奶牛是哪个牧场，何时出生，是否接受过育苗接种，以及奶牛的健康体检情况等，都将一一记录，让我们可以喝上放心牛奶。
2.智能零售：通过对展销商品用户关注度，兴趣度，体验时间、地点区域，通过实体体验与线上下单的整体打通，确保线上线下一体化，进而达到优化传统零售行业损失的部分业绩和当前线上缺乏实物体验。
3.智能家居：早在1997年，就已经有智能化家居装修，而直到现在，尚没有很好的普及到大众百姓家庭，随着技术的发展，智能家居不仅更能人性化，绿色环保，更为家庭安全做出了积极贡献。

嵌入式设备在工业领域的开发历程

这里暂时不去探讨这些商业和技术上的一些问题，还是回到个人的一些想法上来谈谈行业系统解决方案里面，需要考虑的一些列问题吧。这里先做个抛砖引玉，详细的技术问题将在后续慢慢随着思维导图慢慢展开吧。嵌入式系统经历了近几十年的发展，从传统的指针式设备，发展到数字式设备，进而发展到单片机，现在的嵌入式智能设备。由于系统开发的复杂度，技术更新换代层出不穷，开发/分析设备输出的数据越来越多，这些数据也越来越多的用于工业自动化。

闲话不多说，单从嵌入式设备发展看，我们离互联网+（物联网）还有多远，最初就是一个简单的指针式检测，比如：仪表

1.简单指针式仪表

这就是一个电压表头，在量程范围内进行电压指示。没什么智能化，仅仅一个现实而已。

2.简单数字式仪表

指针表头读数可能出现错误，尤其是非专业认识，读数更是五花八门。记得物理实验课上，最小刻度是1毫米，而有人能读到1.2毫米，这个怎么读的，我已经悲剧了。所以干脆就做个数字表头，这样把数据记录下来就好了。

3.嵌入式智能仪表

好吧，同样一个液晶表头，要是能将电压，电流都读出来，设备就小型化了。开始有功能性集成开发了。

4.嵌入式数据采集设备

由于计算机发展的突飞猛进，我们需要分析更多的数据，就一个万用表，显得单薄了。比如，记得毕业论文是做OLED的显示屏老化试验，做一个礼拜的老化试验，数据是每15分钟一个采样。难道让我一周配在设备边上做实验室吗？不吃饭，拉屎了吗？？？？好吧，程控的电压，电流设备出来了，通过IEEE488数据采集卡进行老化设备搭建，并进行数据采集，轻松搞定一周试验，然后将Excel数据做个图表就OK了。

5.流水线上智能控制设备

早在2000年，全球化生产就已经将嵌入式数据采集设备用于流水线，并根据预先程序设置控制设备，提高生产效率，提高生产良率，确保产品质量。并将这些生产数据与产品的唯一识别码进行了关联，通过生产厂的数据库搜索就能找到产品的生产信息，甚至包含出厂前检测维修记录。

好吧，我也是在产线有实际经验的人了，呵呵。产品的所有工序，检测结果，维修结果，都是有记录的。良率很容易定位到具体故障。

6.工业4.0智能生产

21世纪，各国都已经将智能化生产看做是又一次技术革命，将生产和使用过程中所有产品相关数据上传到服务器，用于下一步工序（维护）的依据，这些数据将成为设备的一部分，类似于人的就医记录（何时出生，接种过何种育苗，曾有过哪些手术，哪些过敏反应）。嵌入式设备将不会简单的被连接起来分析，而是在一个大的工业环境下被整合起来，用于生产制造。

上面仅仅只是一个简单的一起设备经历了这近10年来的发展，而事实上我们生活的社会上，有大量的产业正在智能化，随着科技的进步，技术的发展，终端设备的智能化，传统的互联网行业，制造业，商业都在将自己的产品智能化，进而转向为客户提供更好的服务和整套的行业解决方案。

这就是为什么现在互联网公司要做互联网+的行业解决方案，传统制造业在做物联网智能硬件的行业解决方案。关于这些领域内的解决方案，系统架构的文章和新闻很多，这里仅从开发技术的发展角度分析一下这种业务系统集成方案的开发。

嵌入式设备在工业领域的应用历程

接下去我们看下传统数据采集仪器将会怎么一步步集成到物联网系统上。

==》单一的数据采集设备（数据在嵌入式设备里）
==》上位机+终端数据采集设备（数据收集到上位机）
==》服务器+上位机+终端数据采集设备（数据收集到服务器数据库）
==》云端服务+智能终端数据采集设备（数据整合了传感和控制，并整合到了行业领域（生产，生活），比如仪器设备）

计算机采集系统，一对一进行数据采集

计算机采集系统，一对多进行数据采集和控制

嵌入式设备被集成到系统中，由服务器进行统一协调控制。

多套系统被集成到云服务，形成互联网+和物联网行业解决方案。

从这里我们传统的仪器制造厂商就会更加靠近我们工业智能化，满足技术发展的要求，作为仪表仪器厂商仅仅是智能制造领域的一块，而整体的解决方案并非一家仪器厂商能解决的。因此，大环境下更需要认清自己的优势，更好的发挥长处，团队作战（并非一家单一的企业，更多的是跨界资源整合和协作）

嵌入式软件开发历程

我们再缩小范围，将这个集中在嵌入式软件开发，从最原始单片机要写整个软件代码，到分层开发，到业务模块化划分。

大规模的嵌入式系统开发，实际上是非常复杂的，它考虑了所有互联网公司需要考虑的东西，比如负载均衡，软硬件并发性能（响应时间，吞吐量），安全性，可靠性，可扩展型，主备，分布式等问题。

软件技术发展

==》单片机系统：单一loop，俗称裸奔系统

==》8086计算机：bios启动，引导进入DOS系统，运行turbo C应用程序。在turbo C中编写代码，编译，执行代码。

==》虚拟化技术：虚拟化硬件平台

云端技术切分

IT软件相对来说比较成熟，我们用IT纯软件行业的业务切分的图来分析随着技术的发展，设计复杂度的增加，我们将云端服务如何切分。

==》IaaS：Infrastructure-as-a-Service // 红色1号标记

==》PaaS：Platform-as-a-Service //蓝色2号标记
==》SaaS：Software-as-a-Service //绿色3号标记

注：每种服务层次都将会有技术化非常强的企业按照技术标准进行开发和维护。

Internet+ or CPS 业务系统方案思维导图

从目前比较热的智慧城市(智能零售，智能家居，智能照明，智能牧业等)和中国工业2025智能制造(德国工业4.0)看，这些都需要建立行业领域的一套系统，而从技术角度看这些系统都有类似的共性，需要在云端服务的基础上构建行业解决方案，集成智能硬件设备。

“云”其实是互联网的一个隐喻，云服务产品主要就是上述三种，“互联网+”加的就是智能设备（并非单纯的手机智能终端）。物联网（Cyber Physical Network）从解释的含以上看，我认为更适合思维导图右侧特性，也就是交互式智能系统（面向行业）。

正因为物联网智能系统（行业解决方案）牵涉面广，范围大，涉及的终端物理设备更多，面向解决的问题更为实际，因此，要开发出一套行业智能系统也就具有更高的复杂度。

从这个图我们可以看出整套系统是很庞大的，因此，研发一套这样的系统，从经济性，效率性的角度来讲，更需要使用业界成熟的，稳定的，可扩展的架构。后续我将尽力阐述如何结合业界技术针对具体行业问题，尝试更多采用开源技术来构建物联网行业智能化系统。

PS：因为，本人还是非常喜欢工业4.0和物联网这两个概念，也希望能在这两个方面和大家有所探讨。