工業(yè)設備入云的連接模型研究

（中國航空制造技術(shù)研究院，北京 100024）

隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)時代的到來和云計算技術(shù)的日趨成熟，一種面向服務的網(wǎng)絡化制造技術(shù)——云制造成為研究熱點[1]。云制造以云計算為理論基礎，將“基礎設施即服務（IaaS）”、“平臺即服務（PaaS）”、“軟件即服務（SaaS）”理論衍生到“制造即服務”[2]。而設備接入云平臺，并能夠與云應用安全高效地通信是云制造的基礎，在國家工業(yè)信息安全發(fā)展研究中心研究員李君等[3]提出的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)中，設備入云被認為是PaaS的基礎資源。然而工業(yè)設備入云普遍面臨3個問題[4]：（1）異構(gòu)設備通訊協(xié)議標準繁多；（2）數(shù)據(jù)安全保障復雜；（3）上云數(shù)據(jù)的接口標準不統(tǒng)一。

為了解決上述問題，學者們進行了大量相關研究與實踐。付翔[2]提出了CARA（Cloud Access Resource Adapter）數(shù)控設備入云方法，如圖1所示，CARA 接入系統(tǒng)分為采集端和服務端，其中采集端為軟硬一體設備，可采集RS–232接口、LCD接口、USB接口、GPS 模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊等多種協(xié)議數(shù)據(jù)，并通過Socket 通信輸出數(shù)據(jù)；服務端為軟件系統(tǒng)，具備接收采集端數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)和提供WEB服務3種功能。 萬海峰等[5]研究了利用Modbus TCP協(xié)議實現(xiàn)單機功率設備能耗“上云”技術(shù)，實現(xiàn)了云端管理異構(gòu)設備能耗的功能，并保證了數(shù)據(jù)完整性。陳國金等[6]提出了分布式數(shù)控(DNC)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu),使分散的數(shù)控設備能夠聯(lián)入企業(yè)以太網(wǎng)。

Lee 等[7]設計了一套數(shù)據(jù)實時采集系統(tǒng)，實現(xiàn)了遠程設備參數(shù)采集。Lojka 等[8]研究通過SCADA/HMI（監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集/人機界面）、SOA（面向服務的體系結(jié)構(gòu)）實現(xiàn)設備入云，該方法著重研究了SCADA采集設備數(shù)據(jù)與設備入云物理拓撲。……