隨著工業自動化需求的增加，工業協議和M2M機器通訊逐漸遷移到IIoT工業物聯網。
如果在沒有引用物聯網的情況下，現在很多的連線裝置都無法想象。但是，在構思物聯網之前的很久，工業環境中的裝置已經在進行通訊了。
隨著發展，它迎來了機器到機器(M2M)的時代。這些早期簡單的點對點交換迅速發展，使用通用網路將車間和後臺更緊密地聯絡在一起。這被稱為工業4.0，現在，隨著這些工廠隨時隨地都可以訪問，“工業物聯網（IIoT）”這個術語已經佔據了主導地位。
這種自然演變不僅反映了資料的收集和傳輸是如何呈指數級增長的，而且還反映了IIoT如何允許控制遵循相同的路徑。構建IIoT在很大程度上依賴於通訊。許多基本要求已經到位，而其他要求才剛剛開始出現。從工程角度來看，將所有這些互連性整合到一個強大且經濟實惠的外形中，對於開發人員來說是一個極大的挑戰。

廣泛的要求
作為一項跨行業的倡議，物聯網總體上正在從幾個角度加以解決，但似乎很清楚它的實施需要層次結構。網際網路為海量資料傳輸提供了理想的支柱，但它並不適用於實時控制; 啟用Internet的協議內建了太多的延遲。
簡單來說，在連線的家庭中，所有裝置可以使用本地網路連線和控制，並且可以通過因特網訪問。在本地控制裝置時使用網際網路是可能但不切實際的; 例如，可能需要幾秒鐘才能關閉燈光，或者電視需要更換頻道。因此，“裝置頭像”的概念正在獲得動力，其中每個裝置在雲中也具有虛擬版本。在本地，裝置直接通過區域網控制。遠端控制將通過網際網路傳遞，在那裡它是指示要改變的化身。然後，這些變化將轉發給他們的真實世界同行。
在工業環境中，由於需要“硬實時”控制，在裝置之間傳送/接收小資料包，因此更加複雜。這裡的基本要求是分組在確定的時間內可靠地到達。早期的工業協議隨著時間的推移不斷髮展，例如HART協議（高速可定址遠端感測器）。
該協議具有使用傳統4-20mA點對點連線的區別，現在它通過一對電線支援模擬和數字信令。物理介面使用頻移鍵控（FSK），將邏輯“1”（標記）表示為中心頻率為1.2kHz的正弦波，將邏輯“0”（空格）表示為中心頻率為2.2的正弦波千赫。這些數字表示可以在4至20mA範圍內的模擬電流水平之上進行調製，使其成為工業應用的通用協議。
此外，該協議可以使用微控制器（MCU）實現，其中合適的HART調變解調器提供物理介面。如果MCU具有能夠執行生成和識別FSK頻率所需的演算法的ALU，則甚至可以使用當前的DAC / ADC轉換器來實現這一點。
雖然HART協議也可以用於多點配置，但它可能仍然不適用於每個工業應用，並且幾乎肯定不會用於連線到Internet。這種適當協議的“混合搭配”在工業控制中是流行的，幾乎沒有證據表明它很快就會發生變化。

適合工作的正確工具
專門用於因特網通訊的協議的使用在工業環境中具有許多限制。除了延遲之外，可能還需要在工業環境中對事件加時間戳，這是TCP / IP等常用網路協議不支援的功能。
乙太網是網際網路的“公眾面孔”，因為它是大多數人與之介面的方式。雖然乙太網上使用的網際網路協議確實不適合實時控制，但實際上，當使用正確的協議時，乙太網也可以提供強大而可靠的工業網路基礎設施。
有許多針對工業部門的協議使用乙太網作為介面。最值得注意的可能是EtherCAT。這只是基於乙太網的協議之一，現在構成了IEC 61158規範定義的現場匯流排系列的一部分。由於它使用與乙太網相同的物理介面，因此EtherCAT協議可以使用具有乙太網MAC的微控制器實現。
在工業拓撲中，實際執行動作的裝置（電動機，加熱器，泵，致動器等）傳統上由PLC（可程式設計邏輯控制器）直接控制。IIoT的當前趨勢是使用低延遲的實時協議（例如現場匯流排系列中的協議）來網路PLC。儘管名稱和多年的努力，仍然沒有共同的現場匯流排標準，並且引用它的許多協議不一定是可互操作的。因此，PLC需要支援多種協議，以便在更加網路化的工業環境中執行。
也許最廣泛部署的現場匯流排技術是PROFIBUS，但還有許多其他技術，包括PROFINET，CAN和Modbus。現在許多微控制器都集成了CAN介面，而新增Modbus可以通過UART實現，並在MCU上執行的應用程式中實現協議。

軟體支援
雖然在IIoT中部署用於控制的許多協議在低成本MCU中實施起來相對簡單，但期望進行高水平整合似乎是合理的。更強大的MCU將用於處理網路拓撲中的更廣泛的協議。
此時，作業系統的使用（以及工業控制，實時作業系統或RTOS）可能是有益的。在MCU上執行RTOS對硬體提出了某些要求，現在反映在向32位架構（如ARM Cortex-M系列）的轉變中。
MCU和處理器提供商現在與RTOS供應商密切合作以確保通訊堆疊和實時核心在其硬體上高效執行並不罕見。Analog Devices的Blackfin 16/32位嵌入式處理器得到Micrium的μC/ OS實時作業系統的密切支援，該系統具有TCP / IP，USB，CAN匯流排和Modbus等中介軟體。
對高度整合的嵌入式處理器上執行的這些工業協議的需求反映在這樣一個事實上：更多的RTOS供應商現在提供用於工業控制的協議棧作為整合到其技術中的中介軟體。

結論
建立提供遠端控制並維持實時控制的工業網路將需要混合的通訊協議。目前半導體供應商瞭解這一點，並且已經提供了一系列能夠提供使IIoT成為現實所需的硬體介面和處理能力的裝置。同樣清楚的是，目前工業領域中使用的協議仍將在IIoT中佔有一席之地。