IoT網關—物聯網架構中必不可少的“角色”

物聯網網關,作為一個新的名詞,在未來的物聯網時代將會扮演非常重要的角色,它將成為連接無線傳感網絡與傳統通信網絡的紐帶,完成無線傳感網絡、傳統通信網絡以及其它不同類型網絡之間的協議轉換,實現局域和廣域的數據互聯。此外物聯網網關還需要具備設備管理功能,運營商通過物聯網網關設備可以管理底層的各感知節點,瞭解各節點的相關信息,並實現遠程控制。

IoT網關—物聯網架構中必不可少的“角色”

IoT網關—物聯網架構中必不可少的“角色”

物聯網網關彌合了設備、傳感器,設備,系統和雲之間的通信鴻溝。通過系統地連接雲,物聯網網關提供了本地處理和存儲,並具有基於傳感器輸入的數據自主控制現場設備的功能。物聯網網關還使客戶能夠安全地聚合,處理和過濾數據以進行分析。它有助於確保設備和系統生成的聯合數據可以從邊緣安全地傳輸到雲。

元安物聯作為核心技術和產品的提供者,推出的邊緣智能網關產品和物聯網平臺,可作為數據採集的核心部件。產品具備採集各數據的兼容性和對接雲端的能力,用戶可利用產品進行各種行業應用的開發;同時具備整合硬件、軟件、中間件和雲端接口能力,能使各種連接成為可能,具有極高的可擴展性。

物聯網網關功能

從功能上講,物聯網的網關或者說智能網關主要實現三個功能:首先,是收集傳感器節點的數據;其次,執行數據協議轉換;最後,將協議轉換後的數據快速有效的發送到公共網絡。除此以外,物聯網網關同時還具有相應的管理和控制能力。

1、感知網絡接入

物聯網智能網關需要具有感知網絡接入的能力。感知網絡主要由功能各異的傳感器網絡構成,這些傳感器設備主要包括攝像頭、讀卡器、標籤、聲敏傳感器、壓敏傳感器、溫敏傳感器等。獲取這些傳感器感知信息的方式可謂是千差萬別,至今沒有統一的標準,主要的接入方式可分為有線接入和無線接入。主流的有線接入方式包括 CAN、RS232/485、Ethernet等, CAN 多用於汽車計算機控制系統中,RS232/485 主要用於一些較老的設備控制和低速率數據傳輸,Ethernet 對於遠距離、大信息量的傳感器數據傳輸是非常可靠有效的。

主流的無線接入方式包括 ZigBee、Bluetooth、Wi-Fi,它們都屬於近程通信的範疇。ZigBee 具有功耗低、組網靈活等特點,該技術一般用作低速率短距離無線傳輸和控制。Bluetooth 主要用於對於實時性較高的系統中,如鼠標、鍵盤、耳機等。Wi-Fi 作為推進速度最快的無線接入技術已經歷了十幾個版本的迭代,現在已廣泛的應用於與手機、筆記本電腦以及各類智能產品中,具有佈網簡單、覆蓋範圍廣、傳輸速率快的優點,但是Wi-Fi同樣也有功耗較高和協議複雜等缺點。

2、異構網絡互通

物聯網智能網關需要具有異構網絡互通的能力。由於不同的傳感器網絡對感知信息採用不同的協議封裝,這將導致網絡間數據的軟隔離,一方面,物理上已相互連的接感知網絡之間無法完成通信,另一方面,感知網絡無法與核心交換網絡完成通信進而感知數據無法被遠程訪問,因此需要設置協議網關來解決此問題。

在傳統的利用 RS-232/485 通信傳感器網絡中,總線標準和協議較多,比較通用的是 Modbus協議、Profibus 協議、Interbus 協議,其中 Modbus 協議被廣泛用在智能交通、智能農業、智能建築中。

3、通訊與數據格式標準化

物聯網智能網關需要具有監測控制管理的能力和兼容新節點接入的能力。這裡的監測控制管理,包括對接入傳感器狀態和感知信息的集中監測、對傳感器和網關自身的控制、管理。一方面,網關中的各功能模塊要做到可以靈活控制,配置方式要做到簡單、多種方式、人機友好,另一方面既能通過本地網絡、串口進行控制,又能遠程跨網段進行集中管理。

此外不同的物聯網的節點種類非常豐富。監測控制管理的內容不僅包括對網關節點自身的狀態和功能,還要包括對接入傳感器網絡的狀態和信息。為了實現這些功能,就必須要讓所有的智能網關節點使用標準化的通信方式,才能使整個物聯網系統具有高可維護性。

物聯網網關應用方向

元安物聯研發團隊結合最新的LoRa、 Wi-Fi、BLE/BT、ZigBee/NB-IoT、LTE、GPS 等技術,利用大數據思維,整合行業應用,開發了基於LoRa、Wi-Fi,BLE,NFC 等主流物聯⽹接入協議的全場景物聯雲和全系列邊緣智能物連網關產品,產品可支持物聯網領域多種智能場景應用。

IoT網關—物聯網架構中必不可少的“角色”

元安物聯網智能網關應用

智慧農業:通過對溼度和營養進行精確監視,系統可提示澆灌和施肥時間,從而節省水和化肥成本,同時大幅提高產量。實踐證明,當與天氣預報配合使用時,該系統可讓農民切實受益。

智能路燈: 通過監視環境光和交通流量等參數,市政管理者可以控制路燈亮度和開關燈時間,節省大量電能。如果路燈出現故障,系統會立即報修,降低意外事故風險或犯罪率。

智能家居:這些應用讓用戶能夠遠程監控安防設備和家電,還可以提高能源使用效率,例如,當用戶外出時,自動關閉家電電源。

智能表計: 無線連接的表計可實現遠程抄表和一些應用,例如,階梯式電價和雙向計量電能表。智能電錶還能偵測並上報盜電、電路漏電等事件。

智能停車場: 基於接近檢測傳感器的智能停車場是另一種物聯網應用,能夠為駕駛員提前發送空車位信息,避免交通擁堵問題,使按停車時間收費的計價也更加準確。

物聯網網關很難以某種相對固定的形態出現。總體說凡是可以起到將感知層採集到的信息通過此終端的協議轉換髮送到互聯網的設備都可以算做物聯網網關。形態可以盒子狀也可以是平板電腦,可以有顯示屏幕的交互式形態,也可以是封閉或半封閉的非交互形態。  

物聯網網關的設計僅是物聯網技術的一部分,針對物聯網智能解決方案的定製,不同行業需求不同,建議要選擇技術領先的合作品牌。元安物聯聚焦以智能+安全新技術重新定義物聯網,專注研發物聯網安全產品、物聯網接入產品和物聯網平臺等。依託物聯網平臺和物聯網網關等核心產品線,通過靈活的商業模式和創新的技術產品,已延伸到智能製造、智慧城市、智能生活、智慧園區、智慧農業、智慧教育等眾多行業。未來,元安物聯網智能網關將應用到更多行業領域,為物聯網未來的發展提供更好的服務。


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