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了解IIOT架构，才能更好地实现端到端的集成，才能将边缘/雾计算、区块链、SDN、5G、机器学习和无线传感器网络(WSN)等新兴技术用于实现IIOT的可扩展性、互操作性、安全性、隐私性、可靠性和低延迟。
IIoT中的参考架构独立于特定的技术和标准.它为系统的多个方面提供了结构指导，包括与设备和传感器交互的标准网络模型。它还为远程监控和管理功能提供了云架构服务，并提供了关于该架构支持哪些硬件组件的信息.来自不同组织的专家提出了参考架构，以提供必要的结构，并基于可用的技术转变行业中的制造流程.三个主要的IIoT参考架构是RAMI 4.0、IIRA和OpenFog RA，下面将详细介绍。
1. 工业4.0的参考架构模型
工业4.0参考架构模型(RAMI 4.0)，由德国开发，旨在通过DIN SPEC 91345:2016和IEC/PAS 63088:2017的标准化实现制造流程和工业自动化的现代化.在工业3.0中，产品相互隔离，功能与硬件绑定，系统组件跨层级交互。根据工业4.0的RAMI 4.0 RA信息，产品是网络的一部分，功能分布在整个网络结构中，参与者可以相互通信，而不考虑系统层级。
在RAMI 4.0中，电子、电气、机械和信息技术(IT)的国际标准以跨学科的方式参与部署该技术。它基于面向服务的架构(SOA ),通过网络协议在系统组件之间提供服务，并基于独立的技术和产品将复杂的任务转换为简单的流程
2. 工业互联网参考架构
国际工业联盟(IIC)提供了一个通用框架架构模型IIRA，以解决开发IIoT解决方案时对不同应用和标准的支持。IIRA是根据ISO/IEEE/IEC 42010标准改编的，它可以通过以下方式应对工业控制系统的变化：
增加地方合作自主权:它包括提供新技术、计算能力和改进的传感，这将提供增强的数据准确性，并进一步帮助创建自治系统。
通过全球协调提高系统优化:它包括对收集的传感器数据使用机器学习的数据分析，以提供关于部署系统的见解，用于系统优化和增强的控制系统。
IIRA是一个三层系统架构，包含边缘层、平台层和企业层。经由无线和有线连接连接到边缘网关的不同节点、设备、传感器、控制系统和资产形成邻近网络。边缘网关执行设备管理和聚合，然后通过接入网络将相关数据发送到平台层。平台层执行数据转换、操作和分析；然后通过服务网络将信息发送到企业级。在企业层，用户对领域应用进行监控，并通过控制流流程将控制命令发送回平台层。然后，平台层将这些信息发送到边缘层，以执行相关任务。
这种架构方便了研究人员、开发人员、设计人员和行业制造雾计算所需的组件。OpenFog提供了基于Fog即服务(FaaS)的架构模型，通过其与SaaS、PaaS和IaaS的兼容性来解决行业实施问题。OpenFog RA在行业中有许多应用，包括智能车辆和交通控制系统、智能城市、智能建筑等。它旨在提供安全性、认知性、敏捷性、低延迟和效率。此外，OpenFog RA是基于代表实时部署的整体系统模型属性的八个主要支柱形成的。透视图突出了RA的横切特性，而视图则代表了分层架构的结构方面。视图组件包含RA中的三个涉众视图，即软件视图、系统视图和节点视图。下图显示了OpenFog RA型号。浅绿色的垂直层是RA的透视图，浅黄色和蓝色的层突出了节点视图和软件架构视图，红色边框线下的层显示了系统架构视图。
4. 三种框架的对比
不同组织给出的参考架构对工业beplay体育注册登录 的开发和实施有不同的方法。RAMI 4.0主要是关于从生产层面到企业层面的制造过程，而IIRA则是关于在部署的系统之间建立通信的工业过程。工业4.0平台和IIC目前正在合作，通过将RAMI 4.0和IIRA映射在一起，提供一个通用的参考架构.RAMI 4.0通过使用网关在硬件和软件之间建立通信，而IIRA则为数据的计算和存储提供边缘层。OpenFog RA是关于工业应用中的高数据生成和处理用例。OpenFog旨在在行业中的任何垂直集成应用中实施.特定参考架构的选择取决于部署系统的需求。
5. 工业互联网的安全与隐私
安全性：由于beplay体育注册登录 是随着信息技术(IT)和运营技术(oT)的融合而发展的，当前beplay体育注册登录 系统的发展带来了新的安全挑战，这些挑战无法通过使用传统的beplay体育注册登录 安全机制来解决. IIoT中的安全攻击大多集中在工业设备、控制系统、网络上。进一步将对IIoT连接协议的攻击分为五类：DoS/DDoS攻击、信息收集、中间人攻击、注入攻击和恶意软件攻击。
隐私：“隐私是个人或团体控制或影响与他们相关的哪些信息可以被收集、处理和存储，由谁收集、处理和存储，以及向谁披露这些信息的权利”.随着异构设备数量的不断增加，关注beplay体育注册登录 和beplay体育注册登录 中的数据隐私问题至关重要.文献中有不同的补救框架来解决IIoT中的安全和隐私问题。雾计算和区块链都有解决IIoT中的安全和隐私问题的潜力。
文献来源：
Mirani A A, Velasco-Hernandez G, Awasthi A, et al. Key Challenges and Emerging Technologies in Industrial IoT Architectures: A Review[J]. Sensors, 2022, 22(15): 5836.
