工业IoT :坚固应用的连接性

说到物联网 (IoT) 工业 IoT 工业物联网(IIoT)的范畴极其广泛。对许多人而言,“工业”一词会让人联想到庞大的工厂和重型机械。IoT 确实广泛部署于这些环境中。然而IoT 几乎无处不在——从购物亭到户外数字标牌,皆可见到其身影。
 
因此,在为您的特定应用选择蜂窝路由器时,了解区别于其他路由器的功能,以及哪些功能和性能是您的预期用途所必需的,会对您有所帮助。理想情况下,您希望确保获得所需的功能,而不需要为可能永远用不上的功能付费。
 
在本文中,我们将提供一些见解,帮助您了解 Digi 工业级蜂窝路由器的一些可用功能,从而为您的工业物联网应用确定合适的产品。我们将重点介绍 Digi IX10, Digi IX20Digi IX30.

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快速回答

如何为恶劣环境应用选择工业物联网连接方案?

首先,根据您的环境和数据需求,匹配路由器的物理接口和蜂窝网络性能。然后优先考虑可靠性、安全性及远程管理功能,确保在访问受限时站点仍能正常运行。

  • 选择合适的端口:以太网/串行端口(RS-232/RS-485),Wi-Fi适用于难以触及的场所,当需要边缘控制或快速配置时还可配备GPIO/USB接口。
  • 根据使用场景调整带宽:低数据量监测可能适用Cat 1/Cat M1,而更动态的数据需求则可能需要更高类别如Cat 4/Cat 7。
  • 变革方案:模块化调制解调器选项(例如插拔式模块)可实现未来升级,无需更换整个路由器。
  • 要求始终在线的可靠性与安全性:持久连接性、双SIM卡故障转移和分层设备安全机制可减少停机时间并降低风险。
  • 远程管理:集中式云管理与安全的带外访问功能,助力大规模设备故障排查与维护。

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选择端口:以太网、串口、Wi-Fi 和 USB

在选择工业蜂窝路由器时,最基本的问题之一是如何将边缘设备和传感器连接到路由器。Digi 工业蜂窝路由器提供多种连接选项,包括以太网、串行、Wi-Fi、GPIO 和 USB。Digi 在 IX 产品系列中提供多种端口选项。Digi IX10通过一个 RJ-45 端口提供 RS-485 和 RS-232,而Digi IX20则通过一个 DB-9 端口提供 RS-232。Digi IX30提供两个 RJ-45 以太网端口、一个 RS-232/422/485 标准串行端口、4 个软件可选数字 I/O 端口、4 个模拟端口和一个 USB 端口,具有最大的灵活性。

串行连接在工业应用中很常见,Digi 为我们的工业路由器产品线提供串行端口。可编程逻辑控制器 (PLC) 广泛应用于各种工业应用中,PLC 通常具有使用 RS-232 和/或 RS-485 协议的串行端口,具体取决于应用。RS-485 通常是 Modbus 通信协议要求的标准,通常用于工业应用。数字标牌通常使用 RS-232,而一些更经典的工业应用则使用 RS-485。

在工业环境中,Wi-Fi 是另一个不错的选择,尤其是当设备位于危险区域或难以接近的地方时。有了 Wi-Fi,现场技术人员就可以轻松地从远处连接到路由器或边缘设备,而无需使用网线进行物理连接。在这种情况下,现场技术人员可以选择像 Digi IX20 这样具有专用 Wi-Fi 功能的设备。


客户同样青睐Digi IX20的双以太网端口设计。额外的端口使您能够更灵活地连接更多边缘设备,无需额外网络交换机,从而减少潜在故障点。例如在某些环境中,单台路由器即可同时连接两台计量表或两台可编程逻辑控制器(PLC),瞬间实现边缘连接价值的倍增。 而Digi IX10配备单以太网端口,可增强安全性,同时仍可通过其串行端口连接第二台设备。
 
Digi IX30 的独特之处在于集成了通用输入/输出(GPIO),可通过数字开关进行边缘控制,并通过模拟传感器进行数据采集。Digi IX30 支持双以太网端口和串行 RS-232 / 485 + Modbus,并通过了适用于危险环境的 1 类 2 分区认证,是工业领域的主力产品。路由器甚至还提供 USB 接口,允许使用拇指驱动器等关键外围设备(非常适合边缘计算应用中的快速设备配置和额外数据存储),以及 USB 转串行适配器,以增加连接接口。
 

确定您的工业物联网应用的带宽需求

最好选择性能与应用相匹配的设备。工业应用可能包括监测关键条件的传感器,如储油罐的容量或内部压力。在这种情况下,用户通常需要在出现任何问题时发出警报。这种相对静态的系统往往需要相对较少的带宽。

对于这类应用,Cat 1 甚至 Cat M1 路由器就足够了。但是,如果应用涉及更多数据的动态过程,那么 Digi IX30 型号上的 Cat 4 或 Cat 7 可能就是您所需要的。因此,重要的是要同时考虑数据计划和路由器性能,以满足应用所需的带宽。
 

确保灵活性与未来适应性

Digi CORE 模块动画您已投资于工业物联网基础设施,配备了高质量的蜂窝路由器,或计划进行此类投资。如何规划其使用寿命以精确管理总体拥有成本?确保设备部署具备前瞻性至关重要——这既能实现最佳投资回报率,又能规避因解决方案僵化导致的"拔掉重装"成本:当您刚投入资本支出,设备却即将面临淘汰!

Digi IX10与Digi IX20在配置和流量路由能力方面功能相似,因此若您熟悉其中一款型号,另一款将显得非常熟悉。但在架构上,这两款产品存在显著差异。DigiIX20内置DigiCORE®插拔式调制解调器,使客户能够根据不同应用场景选择合适的蜂窝网络速率。 当性能需求变化时,无需更换整台路由器即可升级Digi CORE调制解调器。

Digi CORE插件式调制解调器为您的解决方案提供了面向未来的保障,即使技术发生重大变革亦能从容应对。例如,Digi目前正在探索将现有产品系列适配5G的技术方案。借助Digi CORE,客户可在新技术全面部署时选择升级调制解调器,从而充分利用新兴技术优势。

远程访问、监控与带外管理

部署的工业设备必须通过基于云的远程管理系统进行访问,该系统为IT和OT团队提供安全远程访问、状态变化或安全问题的警报,以及访问离线设备的能力。

Digi Remote Manager 上述所有功能,更能实现对所有 Digi 蜂窝路由器的远程监控与管理。 但您可能尚未意识到,IX10与IX20均可Digi Remote Manager终端控制台实现工业级带外管理。例如当工业设备连接网络的主链路中断时,您仍可通过Digi路由器及其串口连接设备进行命令行操作。这意味着即使常规连接不可用,您也能持续访问受管边缘设备。

最重要的是,Digi Remote Manager 可让您通过仪表板中的命令行界面选项和安全 VPN 通道,对网络中的非 Digi 设备进行安全的带外访问。附图说明了这一宝贵功能。
带外管理图

关键任务可靠性与安全性

面向工业应用的高品质蜂窝路由器不仅需要具备强化外壳和工业级规格,更需从根本上设计可靠性与安全性。

所有Digi蜂窝路由器均内置高级安全与可靠性功能。虽然这些并非Digi设备的差异化特性,但我们列出这些关键功能,以便您将Digi解决方案与业内其他产品进行对比。

Digi蜂窝路由器专为可靠、长效服务而设计,采用多重方法确保高可用性运行时间。Digi SureLink®通过保持活动连接功能提供"始终在线"的持久连接,有效减少断连情况。 所有Digi蜂窝产品均配备可编程闲置计时器和主动链路完整性功能。Digi SureLink还包含链路完整性监控,提供三种测试选项。此外,路由器内置的双SIM卡设计可实现运营商间故障转移,在网络中断时通过双卡方案维持蜂窝连接。
 
为实现业界领先的安全防护,Digi蜂窝路由器整合了Digi TrustFence®安全框架。该框架提供多层防护支持,涵盖安全启动、安全连接、身份认证、硬件端口保护及持续监控维护。通过集成式安全方案与最佳实践文档支持,TrustFence简化了安全集成流程,让用户安心无忧。

故障排除与命令行界面(CLI)

虽然单端口和多端口路由器在业内相当普遍,但 Digi 的独特之处在于我们的安全操作系统 Digi Accelerated Linux (DAL)。DAL 适用于所有 Digi 产品线,可通过 Python、BASH 脚本和本地 C Linux 应用程序实现边缘计算。DAL 还增强了 Digi SureLink "保持连接 "功能,可保持持续的网络连接,确保所有 Digi 设备始终保持在线连接。
 
DAL 提供与 Digi TransPort 成熟型号相当的功能,因此迁移非常简单。由于我们的产品功能始终基于行业标准,因此与非 Digi 设备的连接既简单又无缝。例如,无论您是连接到 Allen Bradley 可编程逻辑控制器 (PLC) 以与 SCADA 系统集成,还是连接到 Honeywell 的 IIoT 监控装置,都有许多优化这些连接的选项。Digi 甚至还提供直通模式选项,允许将蜂窝 IP 地址传递给任何连接的客户端。
 
值得注意的是,Digi 的所有蜂窝路由器都可以通过一个入口点进行管理,该入口点包括 Digi 远程管理器是您的 Digi 设备网络的指挥中心。通过这个基于云的平台,您可以执行大规模固件更新,或简单地检查设备的性能和连接状态。通过Digi Remote Manager 和 DAL 操作系统,您可以通过命令行界面的终端控制台管理 Digi 和非 Digi 设备。安全始终是一个重要的考虑因素,与Digi Remote Manager 的连接始终通过加密隧道进行。
使用 Digi IX10 的互联物联网应用
 

工业规格

在选择蜂窝路由器时,需要关注的特性与功能远不止这些。您的选择将取决于当前及未来需求,以及具体应用场景的特殊性。Digi为工业应用提供的丰富选项持续扩展。凭借强化工业外壳与组件,我们的工业解决方案经过严苛的测试与认证,可适应极端温度、潮湿环境及振动等各类工况。
 
后续文章将针对具体配置方案深入解析技术要点,助力客户全面掌握Digi蜂窝路由器的应用潜力。欢迎访问官网,了解更多工业IoT领域的Digi解决方案。 

工业IoT常见问题解答

何谓IoT ?

工业级IoT 专为在恶劣或偏远环境中可靠运行而设计。其特点包括:强化外壳、扩展温度范围、抗振动和防潮性能、长产品生命周期,以及超越典型商用IoT 内置安全与可靠性功能。

如何为我的应用场景选择合适的工业级蜂窝路由器?

首先评估您的边缘连接需求(以太网、串行、Wi-Fi、GPIO、USB),然后根据带宽要求选择路由器的蜂窝网络性能。在此基础上,优先考虑可靠性、安全性、未来兼容性及远程管理功能——尤其当设备部署在难以触及的位置时。

我的工业物联网部署需要哪些端口?

工业IoT IIoT)的要求取决于您连接的设备类型。

  • 以太网在PLC、仪表和控制器中很常见

  • 串行接口(RS-232/RS-485)广泛应用于Modbus等工业协议中。

  • Wi-Fi技术使在危险或难以到达的区域实现更安全、更便捷的网络接入成为可能。

  • 通用输入输出(GPIO)和模拟输入输出支持沿控制及传感器数据采集

  • USB适用于设备配置、数据存储或 USB 转串口适配器。

Digi工业蜂窝解决方案提供多种组合方案以满足这些需求。

在工业IoT中,串行连接何时仍然重要?

串行连接对于许多工业设备(如PLC、仪表和传统设备)仍然至关重要。基于Modbus的系统通常需要RS-485接口,而数字标牌和控制接口则常采用RS-232接口。

工业IoT 需要多少蜂窝带宽?

低数据应用(如状态监测或警报)通常可在Cat 1或Cat M1频段运行。而数据密集型或动态应用可能需要更高性能支持,例如Digi IX30型号支持的Cat 4或Cat 7频段。请务必同时考虑路由器性能与数据套餐配置。

在选择工业物联网硬件时,为何未来兼容性至关重要?

工业级部署属于长期投资。选用具备模块化或可升级组件的路由器——例如Digi工业级蜂窝路由器中采用的Digi CORE®插拔式调制解调器——有助于应对技术变革,并在蜂窝通信标准演进时避免高成本的整体替换升级。

什么是带外管理,它为何如此重要?

带外管理功能使您即使在设备主网络连接中断时,也能安全地访问和管理设备。借助Digi Remote Manager®和串行控制台访问功能,IT和OT团队可远程对边缘设备进行故障排除、恢复和管理,最大限度地减少停机时间。

Digi工业路由器如何实现安全防护?

Digi路由器采用Digi TrustFence®安全框架,提供多层防护,包括安全启动、加密通信、身份验证、受保护的硬件端口以及持续监控。这种集成方案在简化安全管理的同时,助力满足工业网络安全要求。

Digi路由器如何保持始终在线的连接?

Digi蜂窝路由器包含Digi SureLink®技术,该技术通过保持活动连接功能、链路完整性监控、闲置计时器及主动恢复机制维持持久连接。双SIM卡支持还实现了运营商故障转移,确保最大化运行时间。

Digi工业路由器能否支持边缘计算?

是的。所有Digi工业路由器均运行Digi加速Linux(DAL)系统,支持通过Python、BASH脚本及原生Linux应用程序实现边缘计算。DAL还支持直通网络功能,可轻松集成Digi与非Digi设备。

如何大规模管理Digi工业路由器?

所有Digi蜂窝路由器均通过Digi Remote Manager®进行集中管理,该云平台支持大规模部署环境下的监控、配置、警报、固件更新、VPN访问及安全命令行管理。

下一步工作

需要帮助?Digi 专家可以帮助您的团队确定满足应用需求的正确解决方案,甚至可以帮助确定所有需要的组件并规划部署。

编者注:本文最初发表于2022年6月,并于2026年1月进行了更新。

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