物聯網驅動技術標準為降低將工業以太網集成到受限網絡和設備的成本和復雜性創造了新的可能性。鑒于DeviceNet取得了巨大的成功，ODVA和羅克韋爾自動化有興趣尋求在設備級實現工業以太網的技術解決方案，這并不奇怪。其結果是推動探索受限網絡和設備的EtherNet / IP增強功能，并最終追求基于以太網，IP和相關開放式生態系統的協調網絡的可能性和優勢。

這項技術的潛在優勢可能是巨大的，包括通過最小化網關使用，消除硬接線以及使用云連接和分析改進系統優化和維護來降低設備的復雜性和降低成本。

在最近的ODVA技術會議上，其中一個演講討論了這一單一網絡愿景的障礙，以及一系列有助于實現這一目標的探索領域。該論文的作者包括大衛D.勃蘭特，高級首席工程師和大印許，在羅克韋爾自動化公司的高級研究工程師約爾格Hähniche博士，開發和集成服務的負責人一起，和馬提亞·迪特里希在恩德斯豪斯過程解決方案的軟件工程師AG。

該論文的結論是，開放標準提供了可以在這一領域承擔的新技術，以克服主要與成本和復雜性相關的障礙。許多因素可能會共同推進EtherNet / IP的前景，專門用于“受限”的網絡和設備。這些包括：

前所未有的物聯網機會促使IETF標準組織(www.ietf.org)為受限設備和網絡(RFC 7228)創建IP堆棧優化。

增強功能適用于低功耗無線(6TiSCH)和有線網絡，并提供開放標準解決方案。

可能性包括消除TCP開銷(僅限UDP)，壓縮消息的新功能(6LoWPAN)，地址空間擴展(IPv6)，安全優化(OSCORE)以及縮小設備上使用的Web服務器(CoAP)的能力。

該報指出：“眾多行業涌入IEEE，開發增強功能，使以太網能夠取代其他網絡。由此產生的單對以太網套件可減少布線，節點成本，尺寸和功耗，從而在單對上提供通信和電源。1000米的變體針對加工廠和其他大型場地。確定性以太網總線變體針對非常受限制的設備，例如機柜內部件。“

IEEE貢獻

隨著物聯網創造機會和主要市場(例如汽車)，轉向全以太網車輛，主要組織正在推動以太網和/或IP的擴展。主要行業參與者組成了OPEN(One Pair EtherNet)聯盟，以推廣各種單對以太網(SPE)解決方案，并致力于IEEE內部的開放標準解決方案。

其他市場應用領域，包括智能LED照明和過程自動化，也一直致力于針對特定行業的解決方案。IEEE在單對以太網(SPE)上的工作預計將提供以太網通信，并通過長達1000米的電纜(包括許多已安裝的電纜)為本質安全環境供電。

關鍵技術要點

本文中提到的許多受限制的EtherNet IP應用領域適用于智能制造，包括機柜內和機上實施，過程自動化和低功耗無線系統。

一種有趣的技術可能性是僅在這些系統中使用UDP作為降低成本和復雜性的方法。EtherNet / IP當前要求在設備的網絡堆棧中使用TCP和UDP。盡管TCP確實具有優勢，但它還增加了額外的資源需求。TCP是面向連接的;堆棧需要跟蹤連接到設備的每個客戶端和緩沖消息，以防數據包在網絡上丟失并需要重新傳輸。

根據該論文，“僅使用UDP可以顯著降低堆棧復雜性和消息。僅限UDP的原型在受限設備中的閃存和RAM節省了約30%。這種減少意味著設備使用一個更小的MCU，從而降低了成本，尺寸和功耗。“

雖然這些解決方案的工作正在進行中，ODVA會議的主持人強調我們處于發展的早期階段，但這是一個值得關注的技術領域，因為它有可能創造巨大的長期效益。

以下是ODVA會議上提供的完整技術論文的鏈接：受限設備和網絡的EtherNet / IP增強功能。

Al Presher是Design News的資深作家，涵蓋自動化和控制，運動控制，動力傳輸，機器人和流體動力。