Ross Yu explains the importance of data reliability and network security in IIoT applications, examines real-life case studies, and discusses key considerations when selecting an IIoT wireless solution."> 无线网络的考虑 - 必威betway西

无线网络的考虑

2018年10月23日

罗斯于解释了数据的可靠性和网络安全的重要性在IIoT应用程序中,研究现实生活中的案例研究,并讨论了选择时的重要考虑事项IIoT无线解决方案。

无线节点必须执行可靠即使坐落在金属设备和管道气体分布。
无线节点必须执行可靠即使坐落在金属设备和管道气体分布。

工业物联网(IIoT)呼吁使用无线传感和控制节点在广泛的应用中,预计他们将经营多年,经常在严酷的射频环境和极端的大气状况。

OnWorld全球调查的工业无线传感器网络(WSN)的用户,可靠性和安全性是最重要的两个问题。这并不奇怪,如果你认为一个公司的盈利能力,生产产品的质量和效率,和工人安全往往依赖于这些网络。

一个丢失的数据点会导致工厂关闭或安全问题。广泛的工业应用,尽管间歇性数据丢失数据包可能会容忍,长时间的通信中断是不能接受的。甚至数据1%失败率太高,因为它意味着每年3.65天的非计划停机时间。工业应用需求> 99.999%数据可靠性克服各种射频问题,可能是经历了多年的操作。

无线网络运行几乎不需维护的多年来,它必须与多个架构意味着克服问题。一个一般原则在设计一个网络可靠性的冗余,在故障转移机制可能使系统恢复没有数据丢失问题。

在无线传感器网络中,有两种基本的机会利用这种冗余。首先是空间冗余的概念,每个无线节点至少有两个其他节点,它可以交流,和一个路由方案,允许将数据传送到任何一个节点,但仍达到预期的最终目的地。正确形成网状网络,每个节点可以与两个或两个以上相邻节点——享有更高的可靠性比点对点网络通过自动发送数据在另一个路径如果第一路径不可用。

第二个层次的冗余可以通过使用多个通道的射频频谱。通道的概念跳跃确保双节点可以改变在每个传输通道,从而避免暂时的问题与任何给定的通道在不断变化和恶劣的射频环境典型的工业应用。在内部IEEE 802.15.4 2.4 ghz的标准提供服务,有15扩频通道用于跳跃,跳跃系统提供通道比non-hopping更弹性(单通道)系统。

有几种无线网状网络标准,包括这种双重空间和通道冗余称为时间槽通道跳跃(。),包括IEC62591 (WirelessHART)和即将到来的6 tisch IETF标准。这些网状网络标准,利用全局可用无照2.4 ghz频段无线电,进化的模拟装置的工作力量,线性,尘埃网络集团率先使用。在低功耗协议,资源受限的设备上与SmartMesh产品从2002年开始。必威官方登陆

虽然。对数据可靠性的基本构建模块在恶劣的射频环境中,网状网络的创建和维护是连续的关键,没有多年的操作。终其一生,一个工业无线网络将受到不同的射频挑战和数据传输的要求。平衡所需的最终成分动态可靠性是智能网络管理软件,优化网络拓扑结构,持续监测链接质量最大化吞吐量尽管干扰或改变射频环境。

安全是关键
安全是另一个工业无线传感器网络的关键属性。安全在WSN的主要目标是:

•保密:数据传输网络中无法被任何人读取但预期的接收者。
•完整性:接收到任何消息被证实是准确的消息发送,没有添加,删除或修改的内容。
•真实性:消息声称从一个给定源,事实上,从来源。如果时间被用作身份验证方案的一部分,真实性也保护信息的记录和回放。

保密是必需的,不仅与安全相关的应用程序,而且也为日常应用。例如,传感器信息生产水平或设备状态可能有竞争力的敏感性——例如美国国家安全局(NSA)没有公布他们的数据中心的功耗,因为这些数据可以用来估计计算资源。

传感器数据应加密,以便只有预期的接收者才能使用它。传感和命令信息需求到达完好无损。如果传感器说坦克级别是72厘米或控制器说‘阀门转向90度,它可以是非常糟糕的失去一个数字在其中的一个数字。

关键安全技术,必须纳入基础包括强加密(如AES128)与健壮的密钥和密钥管理,cryptographic-quality随机数生成器阻止重播攻击、消息完整性检查(MIC)在每个消息,和访问控制列表(ACL)显式地允许或拒绝访问特定设备。这些无线安全技术很容易融入许多今天的网络中使用的设备,但并不是所有网络产品和协议包含所有措施。必威官方登陆注意,一个安全的网络连接到一个安全网关是另一个漏洞,和端到端安全系统设计中必须考虑。

在工业过程自动化,攻击的后果将是可怕的。而错误的过程控制信息发送给控制系统,攻击者可能造成物理伤害。例如,传感器把数据传输到电动机或阀门控制器说电动机转速或坦克水平太低可能导致灾难性的失败,类似于核浓缩项目发生了什么离心机Stuxnet的攻击。纯粹从实践层面上,即使是一个失败的攻击或一个潜在弱点的学术启示可能导致销售损失,迫切的工程工作,公共关系的一大挑战。

高度的可靠性和网络安全是至关重要的需求,不仅对安全相关应用程序和工业过程设置,但是对于所有IIoT应用程序。WSN的解决方案是可用的,幸运的是,会使IIoT解决方案提供商交付系统,工作顺利,在一种富有挑战性的环境中可靠地很多年了。

罗斯于产品营销经理,尘埃网络产品,权力由线性群模拟设备公司。必威官方登陆


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