為了加速工業 4.0 應用中智能傳感器的開發和部署，PICMG IoT.1 規范為傳感器制造商和系統集成商概述了標準數據模型。在第 1 部分中，我們著眼于智能傳感器的要求，并概述了制作您自己的傳感器所需的工具。

數據是智能工廠和工業 4.0 價值的基礎，這些數據由邊緣的傳感器捕獲。將這些數據轉化為智能需要 IT 和 OT 領域的融合，這始于智能傳感器。

在基本層面上，智能傳感器就是它們聽起來的樣子。數據采集??端點，集成了一些邏輯，用于識別、過濾興趣點，并將興趣點從捕獲的數據傳輸到其他系統。

當然，不僅如此，特別是如果您是需要在商業智能工作中捕獲和分析運營數據的企業專業人士。智能傳感器使用通常由具有多年經驗的嵌入式工程師編寫的復雜固件，并且必須對固件進行驗證和測試，以確保生產傳感器可靠地按預期運行。

對于非工程師而言，這足以在智能傳感器計劃啟動之前阻止它。但要讓工業 4.0 實現其價值主張，所有技能水平的技術人員都必須能夠輕松開發、部署和管理智能傳感器。

PICMG 的 IoT.1 固件規范在設計時就考慮到了這一點，并提供了一種簡單、無代碼的方式來創建智能傳感器，使這一過程比以往任何時候都更容易。

要了解 PICMG IoT.1 如何使這成為可能，首先我們需要準確了解是什么讓傳感器變得智能。

是什么讓傳感器變得智能？

智能傳感器與傳統傳感器的不同之處在于它能夠以用戶友好、人類可讀的格式解釋數據，進而擴展到任何主機。

您應該能夠將智能傳感器插入任何設備并立即識別它及其輸出。就像您將鼠標插入計算機并立即將其識別為鼠標以便您可以開始使用光標導航一樣，您插入智能熱敏電阻的任何系統都應立即將其輸出讀取為 oC 或 oF，并將輸出值讀取為在熱敏電阻上本地格式化。

這一切背后的魔力在于固件讀取傳感器產生的電信號，并使用一組預定參數將可用數據輸出到主機。但與消費 PC 和鼠標的同質世界不同，如今的傳感器集成商經常編寫自己的定制固件和設備驅動程序。

雖然這不會為傳感器制造商增加太多（如果有的話）價值，但它會在細分市場的傳感器之間產生巨大的互操作性問題——而且方式不好。認識到這一點，以及所有技能水平的技術人員都需要能夠快速輕松地開發智能傳感器，PICMG 開發了 IoT.1 固件規范。

PICMG IoT.1 規范定義了一個標準固件數據模型，該模型在設計時考慮到了簡單性。傳感器制造商可以使用它來將普通傳感器轉換為智能傳感器，OEM 和系統集成商可以使用它輕松地將來自任何智能傳感器的數據提取到任何設計中。

以 PICMG IoT.1 為基礎，任何人都應該能夠在幾分鐘內配置智能傳感器。我們將在第 4 部分。

但首先，讓我們通過深入了解規范的數據模型如何適合我們的項目來更好地了解 PICMG IoT.1。

對于初學者來說，數據模型是一種組織數據的結構化方式，其中包含有關如何打包數據的特定規則或說明。在處理大量數據的情況下，數據模型有助于保持數據的可訪問性和易于管理。

將其視為由多個預定義字段組成的數據庫記錄。例如，汽車的數據模型可能包含有關品牌、型號、顏色、裝飾風格、總行駛里程等的信息。擁有可用于所有汽車的通用數據庫表示（數據模型）使得對龐大的汽車數據數據庫進行操作變得簡單，因為所有記錄都包含相同的字段。

類似地，智能傳感器數據模型可以配置智能傳感器的唯一型號、最小值和最大值、讀數類型和線性化，以準備傳輸到系統。在可能有數百或數千個傳感器捕獲數據的環境中，例如在智能工廠中，可能有數十種不同類型的數據。

在這些情況下，數據模型對于跟蹤所有信息至關重要。畢竟，數據只有在可用時才有用，而且只有在你知道它在哪里和在哪里時它才可用。

PICMG IoT.1 如何使數據可用

用戶可以在 IoT.1 數據模型中指定其傳感器的獨特特性。從那里開始，IoT.1 數據模型根據數據類型將數據組織到預先確定的字段中，因為每個傳感器都有不同的字段來指示傳感器的原始輸入、最小值和最大值，以及系統如何解釋和發送該數據的命令。

然后數據就可以傳輸了。

當 PICMG 開發 IoT.1 數據模型時，他們選擇了兩種行業標準的數據傳輸通信協議：PLDM 和 MCTP。這些協議中的每一個都在數據雙向傳輸的不同層上運行。

數據管理任務組 （DMTF） 的 PLDM 協議允許通過預先確定的命令與設備的數據模型進行操作和交互。MCTP 接受 PLDM 請求并提供跨系統硬件接口的可靠傳輸。

此通信堆棧最有用的方面之一是智能傳感器能夠在插入時通知系統。在接收到來自傳感器的發現請求后，系統可以查詢設備，接收其數據模型，并必要時將其集成到系統中。

如果沒有數據模型，即插即用設備發現將是不可能的。

作者：Brandon Lewis，David Sandy

審核編輯：郭婷