随着工业智能化水平的提升，制造企业面临最紧迫的问题就是解决大量异构工业设备和互联，以及支持对设备进行数据采集和分析。然而现实情况是，在工业领域由于行业太多，不同行业对工业物联网应用的需求不大相同，因此，在这种情况下要想实现大一统的工业物联网平台谈何容易。就目前来说，还没有哪一家厂商宣称能实现对所有工业企业物联网应用提供支持，但西门子正在尝试这么做。西门子正在利用自己在工业领域的强大影响力，以MindSphere平台为基础，联合设备制造商和最终用户、数据采集开发者、系统集成商、应用开发者、渠道合作伙伴构建完整的工业物联网产业生态链。

一、解读MindSphere架构及功能

众所周知，西门子是当前全球工业自动化领域最具领导力的厂商，随着工业4．0的推进，西门子业务开始重点关注电气化、自动化和数字化。MindSpere平台的推出就是西门子构建工业未来数字化战略的重要支撑。

1、MindSphere如何实现数据采集？

目前，MindSpere数据采集主要依托Nano这一网关型硬件产品，向上与MindSphere的云端进行连接，向下与西门子的众多具有以太网通讯能力的硬件产品、以及支持通用协议的其他品牌产品进行通讯，完成数据采集与传输。如果设备的通讯协议比较特殊，用户可以基于Nano中的开源软件自行开发设备通讯与数据采集程序。

图1 西门子MindSphere平台

如图１所示。在底层，西门子提供了一个MindConnect的工具盒子，可以让设备轻松连接入网。在这里，可以找到Nano这种即插即用的工具，而配套的网关、软件也都使得连接变得容易，并且可以轻松集成到MES软件上。当然，这个即插即用目前是有限制条件的，要么设备支持西门子S7的通讯协议，要么支持OPC UA这个新一代通讯协议。当然Nano应该只是一个面向既有产品的过渡手段，而对于西门子新自动化设备而言，这种工具干脆就会直接成为数字化设备的一部分。

从西门子的宣传资料上看，主要通过以下几种方式实现设备与MindSphere的通讯与数据传输：

1）MindConnect Nano

MindConnect Nano实质上是一款嵌入式工控机，通过预先进行配置的方式与MindSphere进行连接通讯。在硬件上支持的接口主要包括USB、PCIe插槽、串口以及以太网口。支持的通讯协议包括西门子S7系列的以太网通讯协议以及OPC UA。Nano能够通过安全的网络连接向MindSphere传输加密数据，保证数据安全。Nano只能与MindSphere共同使用。

从Nano的产品介绍中可以看出，它扮演的角色类似于位于云平台和现场设备之间的工业网关，既完成数据采集（包括建立通讯），又完成数据向云端的加密传输。而且Nano这一工业网关只能用于MindSphere体系中。

2）MindConnect IOT 2040

这款产品的定位还是作为工控设备与物联网的连接器，因为这款产品本身秉承了SIMATIC系列产品的工艺设计，保证了在工业现场恶劣环境下的可靠性，这一点能够弥补Arduino等物联网开源硬件在工业强度等级上的不足，相当于给性能强大的物联网硬件穿上一身安全服。

3）MindConnect Software

关于MindConnect Software，目前还没有比较详细的介绍资料。但从功能上推断可能就是nano中提供的免费开源软件。通过这个开源的软件，用户可以自行开发所需要的通讯协议，与设备建立连接，采集数据。比如有些设备并不支持OPC UA工业通信标准，也不支持西门子S7系列的以太网通讯协议，在这种情况下，企业就可以利用MindConnect Software进行自主的通讯协议开发。

4）SIMATIC系列及其他西门子产品

西门子的自动化产品中有很多通讯模块，比如以太网通讯模块，甚至有些CPU模块中就带有以太网通讯的功能，因此，MindSphere可以通过Nano直接与西门子的这类产品进行集成，实现通讯与数据采集。