工业现场总线和工业以太网和工业IIOT
IIoT 称为工业物联网 ,包括机器的预测性维护和生产单元的自动化控制。以更高的速度获取和访问更大量的数据,打破数据孤岛，并将所有人员，数据和流程从工厂车间连接到执行办公室。企业领导者可以使用 IIoT 数据来全面准确地了解企业的运作方式，从而帮助他们做出更好的决策.，相比民用IOT，主要在于可靠连接、复杂的工作环境、低延时高可靠性要求http://www.elecfans.com/d/706171.html
MQTT）传输协议正迅速成为 IIoT 的标准，因为它具有轻量级开销，发布/订阅模型，以及双向功能的安全性协议。
平台：西门子Mindsphere已与航天科工、亚马逊AWS、SAP和微软建立合作，GE Predix与苹果、华为合作，腾讯云与三一重工、树根互联、富士康合作
芯片：将无线+AD+MCU集成的芯片。
连接方案：M12 已成为工业以太网、模拟接口和数字串联接口的首选互连解决方案。
Pocket IO 平台利用其丰富的 IO 和程序特性，不仅提供直接替代型解决方案，还为定制要求提供参考设计
传感器连接接口：O-Link（MAX14827A 等专用的 IO-Link 收发器/MAX14819 的 IO-Link 主设备）、HART或WirelessHART
工业以太网协议：有PROFINET(需要专用芯片）、EtherNet/IP（最广泛，不适合10ms以下实时性要求的场合，显式信息(即时间要求不苛刻优先级别低，数量量大不需要长连接如组态、参数设置和诊断等)采用TCP／IP，而面向控制的实时I／0数据，采用UDP／IP协议优先级高）、EtherCAT和POWERLINK（canopen +ethnet不能使用交换机，只能使用HUB带宽低）,MosbusTCP（），各种工业以太网比较（EtherCAT,EtherNet/IP,ProfiNet,Modbus 只有Modbus-TCP（IO控制非实时数据）和EtherNet/IP是符合IEEE802.3U,只是应用层协议不同。
Ethernet/IP：实现实时性的方法是在TCP/IP层「物理链路层不变，实时性高的数据场合（I/O数据、运动控制 数据和功能行安全数据）用UDP,而对实时性不太高的场合(如参数设置、组态和诊断等)采用TCP」之上增加了用于实时数据交换和运行实时应用的CIP协议(Common Industrial Protocol，CIPsync标准以提高Ethernet/IP的时钟同步精度 )。采用生产者/消费者（通过唯一标识符ID来按需接收）数据交换模式。
EtherCAT: 德国倍福(Beckhoff)公司于2003年提出，Ethernet的框架是自由对等的通讯网络，是不存在Host & Slave的，但EtherCAT在Ethernet上建立了Host & Slave模式。EtherCAT实时性的本质是EtherCAT提高了Ethernet包的利用率和优化了冗余的通讯过程步骤。为了做到这一点EtherCAT去掉了Ethernet已有的对等性，建立了Host & Slave机制：[任何带有普通以太网控制器的设备都有条件作为EtherCAT主站,从站对数据帧的读取、解析、过程数据的提取与插入完全由硬件来实现，这使得数据帧的处理不受CPU的性能、软件的实现方式等影响，时间延迟极小、实时性很高。同时EtherCAT可以达到小于100us的数据刷新周期].另外为了进一步加速实时性，Slave端采用了硬件解包的方法，统一了Slave的通讯层，将应用层的交互直接映射到数据空间之中，定义不同的Slave端的数据空间来建立不同的Slave功能，只要将不同的数据空间定义告知Host端（采用设备xml文件描述），便可实现有效且高效的实时通讯。EtherCAT如同压缩了Ethernet的1到4层（或1到6层），减少了通讯的冗余性，用更少的时间连接更多的Slave端，直达应用层，从而实现正在意义上的实时以太网.
而目前市场上可以支持ESC(EtherCAT Slave Controller)的方案可以分为以下几类：
1、SOC芯片方案
单芯片实现工业电机控制及EtherCAT以太网通信，优势是集成度更高，控制的实时性更好，对芯片内核的要求也更高，SOC方案也是未来的主流趋势。瑞萨的RZ/T1系列,它内部拥有全球最高性能的实时MCU，集成了Cotex ARM最新的R4F内核，专门用于实时控制
2、以太网控制器+PHY的方案
这种方案的功能比较有局限性，不利于厂家后续的产品升级和功能拓展。大多数EtherCAT从站设计都采用单片机做从站微处理器芯片，通过SPI串行接口进行数据传输，数据处理和传输速率相对降低，不能充分发挥EtherCAT通信协议卓越的性能，本设计采用STM32+EtherCAT协议专用集成电路芯片ET1100，通过其特有的FSMC模块并行传输数据，很好的解决了这个问题.
ET1100提供了两种接口方式:EBUS接口(LVDS接口,简单高效通讯距离短）和MII接口（0~3共4个）。ESC模块提供两种类型的PDI接口，一种是直接IO信号接口，这种无需应用层微处理器，最多有32位引脚。另外一种是DPRAM数据接口，这种接口是为了扩展
复杂性能连接微处理器用的，这种接口又可以分为串行的传输方式和并行的传输方式两种。其中串行方式主要是SPI方式，并行传输方式有16位异步、8位异步、16位同步、8位同步等多种方式。
参考资料：基于STM32F407+LAN9252的EtherCAT从站开发
ET1100
AX58100：/亚信最新ECAT从站控制器方案，内部集成2个phy，收发自动换向，自动极性校正，量产价格约为52RMB。引申：亚信嵌入式以太网芯片解决方案: 单网口（SPI接口）/双网口（MII/RMII接口）嵌入式以太网芯片；
3、FPGA IP-core
一次性投入较大，开发门槛较高，优势是无货期的限制、除了PHY以外，都可以用SOC构建。
总线仲裁：CAN采用优先级方式，TCP/IP采用CSMA/CD机制，而RS-485则采用主机轮询的机制，所谓的总线仲裁机制就是解决总线竞争产生的冲突的解决办法。转自《总线-Ethernet与EtherCAT的比较》
EPA：是在“863”计划的支持下，由浙江大学、清华大学、浙江中控技术公司、大连理工 大学、中科院自动化所等单位联合制定，是用于工业测量和控制系统的实时以太网标准。
Ethernet Powerlink(简称EPL)：由奥地利B&R(贝加莱)公司于2001年开发出，2003年，由全球自动化和驱动行业的领军公司成立了EP S G C Ethernet Powerlink标准化组织)来标准化和强化Powerlink技术。
PROFINE：是由PI ( Profibus International)组织2004年4 月提出的工业以太网标准。有三个版本即能够实现3种类型的通信：
- TCP/IP标准通信（非实时通信，用于设备参数化、组 态和诊断数据的传输）和两类实时通信：
- 实时通道RT：一种软实时(一般响应时间为lOms，主要用于工厂自动化领域中的过程数据高性能循环传输、事件控制的信号与报警信号灯）
- 实时通道IRT：(IsochronousReal-time)使用了专用的ASIC芯片来对数据帧进行了解析， 这样缩短了处理时间。该方案特别适用于高性能传输、过程数据的等时同步传输及需要快速时钟同步的运动控制领域。另外根据应用对象的不同，PROFINET有两种组网方式:PROFINETIO和PROFINETCBA。
SERCOS：( Serial Real Time Communication System，串行实时通信系统)在1989年诞 生，并在1995年成为国际标准IEC61491 }26}，采用TDMA(时分多路复用)的通信机制实现以太网的实时性和确定性。 它能够使用线型或环型的拓扑结构与驱动器、I/O设备、传感器相连接，但是不支持星形 结构。基于工业以太网，数据传输速率高达1OOMbit/s;能够实现标准的TCP/IP通信;能够使用CATSE双绞铜缆和光纤通信;具有线型和环型的拓扑结构;支持从站与从站之间的交叉通信;支持从站的热插拔;支持与安全相关的数据传输;向下兼容以前的SERCO S总线协议。
无线：WLAN目前是最流行的无线技术，其次是蓝牙
LTE Cat-M1 和 NB-IoT 之类的窄带蜂窝服务适应于在没有互联网连接或连接欠佳的场合，协议Pycom G01 和 NimbeLink NL-SW-LTE-SVZM20（AT指令） 等蜂窝收发器模块实施这些窄带 LTE 协议
- IIoT
关于实时性：
研究发现，以太网的基础设置（路由器和交换机）和TCP/IP（100us）并不是影响工业以太网实时性的主要因素，主要在于应用层(200·800us)，商用以太网传输延迟2~30ms难以满足实时控制要求（工业生产信息一般可接受100ms时延）。
工业以太网.
Mobus/TCP和Ethernet/IP等协议是基于传统的TCP/IP，这种方式的数据传输实时性不高.
光纤环网解决了两大问题：在化工、矿业等极端条件的本 质防爆问题；通过环网的冗余提高以太交换的可靠性；
分布智能的装置仪表，解决了所谓以太传输时滞不确定性的诟病。
现场总线控制系统(FCS)的初衷是用数字通讯代替4–20mA模拟传输技术，缺点 为总线通讯协议不统一，实时性不行
全球IIoT十大最具成长性技术展望
基于OPC统一架构的时间敏感网络技术 、自主诊断技术http://www.elecfans.com/d/1007177.html
