几年前，工业物联网（IIoT）还只是一个流行词汇，如今它已转变为实实在在的商业现实。从工厂自动化、可再生能源到智能电网和油气应用，通信与交互能力已延伸至各类工业设备。然而，现场设备若使用不同协议，将给IIoT战略实施带来巨大挑战。如果设备无法“说同一种语言”，数据访问便无从谈起，而没有数据访问，IIoT也就失去了意义。
以自动化加工工厂为例，智能现场设备收集温度、电机转速、启停状态及视频等实时数据，用于提升竞争力。但当部分设备使用专有协议，而另一部分使用开放标准协议时，如何管理这种异构网络？解决这一问题需遵循三个步骤：选择合适的协议、整合不同介质与协议、有效处理专有协议。其中，将老旧串行设备集成到IIoT是尤为特殊的挑战，因为大多数串行设备依赖专有协议。
在协议选择上，工业环境主要依赖Modbus和EtherNet/IP两大协议。Modbus因其简单、易用且成本低廉，成为大量自动化应用的“血液”，分为基于串行通信的Modbus RTU和基于TCP/IP网络的Modbus TCP。若需更快速、可靠的数据交换，EtherNet/IP则是理想方案，它结合了IEEE 802.3标准以太网与TCP/IP协议栈，支持星型、设备级环网等多种拓扑，并兼容铜缆、光纤及无线介质。在升级设备或部署新应用时，确保现场设备支持开放标准协议（如Modbus/TCP、OPC UA、ONVIF）至关重要，以保障跨厂商设备的互操作性。
面对现场层、控制层和监控层构成的IIoT网络，各层响应时间与环境因素各异，部署协议网关成为连接不同协议的关键。网关可将现场层的Modbus RTU数据转换为控制层的EtherNet/IP协议，实现跨层通信。同时，必须选用可靠的传输介质，涵盖RS-232/RS-485接口、光纤、以太网及无线等多种网络接口，以构建最稳定的IIoT通信系统。
针对大量使用串行接口的老旧设备，需部署串行转以太网服务器。这类设备不仅支持虚拟COM端口以兼容现有SCADA系统，还具备原始套接字模式，可将串行数据透明转换为TCP或UDP包。在物联网场景下，由于数据需上传云端且可能面临SCADA系统与云端同时发送指令的情况，服务器必须具备FIFO（先进先出）队列机制，确保指令按序处理。此外，为解决串行数据分片问题，服务器需支持灵活的数据打包选项，如固定长度或特殊分隔符，避免数据包被云端或SCADA系统误判。灵活的连接控制（如仅在接收数据时建立连接）也能大幅降低云端应用的处理负担。
工业物联网对通信的要求远高于消费级物联网或传统机器对机器（M2M）通信，它需要兼容老旧协议设备，并连接从传感器、机器人到3D打印机、化工罐体等广泛设备。理解并克服协议挑战，是实现高效、盈利制造生态的关键。对于中国制造业而言，随着“中国制造2025”推进，面对存量巨大的老旧设备，采用支持多协议转换与灵活数据打包的工业网关，将是降低改造成本、加速产线智能化升级的务实之选。