在工业4.0时代，通信技术的快速发展为企业实现智能化和自动化提供了强有力的技术支持。尤其是在工业互联网的技术架构中，通过车间现场各类通讯方式连接不同设备、系统和产品，采集并上传海量数据成为关键。本文将重点介绍工业底层设备两种主要通讯方式：现场总线和工业以太网。

一、现场总线

现场总线概述

现场总线是一种数字式、串行、多点通信的数据总线，是自动化领域中底层数据通信网络，它连接最底层的现场和现场智能仪表设备以及自动化系统全数字、双向、多站的通信系统。根据ISO/OSI开放系统互联参考模型（Open System Interconnect 简称OSI），它遵循全部或部分通信协议，并且是工厂信息纵向集成透明通信的一部分。

现场总线特点与应用

现实应用中的现场总线通常基于ISO/OSI七层模型，但会简化以实现更低延迟、高速度和实时性。由于生产规模扩大，工厂内部需要远程传输多点运行参数及信息，但当时计算机系统存在封闭缺陷，不同厂商之间无法实现互联互通。这促使诸如基金会FF等众多标准出现，以解决这些问题。

二、工业以太网

工业以太网概念

随着对标准制定的挑战，以及对新的通讯出路需求增长，以太网技术逐渐被引入工厂环境。最初用于办公室使用，由于其简单性好、高效性好而迅速普及，但后来发现需要专门针对工厂环境设计，以适应材料选择、产品强度要求等因素。此即产生了所谓“工业以太网”，采用TCP/IP协议，并兼容IEEE 802.3标准。

工业以太网特点与应用

由于其开放性好价格廉宜等优势，使得企业可以轻易地形成统一网络集成，从而减少成本提高效率。在硬件升级方面具有广泛可选范围，同时因为拥有众多支持者，其软件开发环境也非常丰富。此外，相比于传统的现场总布局子布满独立专用布线设施，因其高速率，而在现代工厂管理监控领域占据主导地位，如PROFINET, VNET/IP, EtherCAT等都属于此类高性能交换网络。

因此，在寻求更好的解决方案来提升生产力时，我们应该考虑到这些不同类型的地理分布，这涉及到不同的物理结构——从简单到复杂，从小型单机部署到大型分布式网络配置。在进行这样的规划时，可以从以下几个角度出发：

物理结构：根据距离是否长短以及是否跨越建筑物或者区域，将它们分为近端或远端。

网络拓扑：对于较小数量节点来说，一棵树形拓扑可能就足够；但对于更大的安装，比如一个包含数百个节点的大型制造车间，则可能需要星形拓扑加上几棵树形拓扑来形成混合拓扑。

网络控制器：如果你的安装很大，你可能想要一个中央控制器来管理所有流量。但如果你只有几个设备，那么你可能只需要一个无中心控制器，即每个设备都是自己的路由器。

安全性：确保你的网络安全不受威胁，这意味着要使用加密保护敏感数据，并且确保访问仅限授权人员。你还应该设置防火墙来限制进入外部世界的流量，同时允许必要的内部流量流动出去。

最后，无论是哪一种方法，都必须保证整个安装能够适应未来的扩展需求，因此选择灵活性的高，而不是固定的低。如果你预计未来将添加更多节点，那么选择一种能处理大量增加负载的事务处理能力更加重要。此外，如果你的组织正在寻找最佳解决方案，最终决定取决于具体情况下的优劣权衡分析。而这正是我们今天要讨论的话题——如何在面临如此之巨大的决策前做出正确判断？