从一个房间走到另一个房间,必然要经过一扇门。同样,从一个网络向另一个网络发送信息,也必须经过一道“关口”,这道关口就是网关。网关又称网间连接器、协议转换器。
物联网网关是什么?
在物联网的体系架构中,在感知层和网络层两个不同的网络之间需要一个中间设备,那就是“物联网网关”。物联网网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互联。此外物联网网关还需要具备设备管理功能,运营商通过物联网网关设备可以管理底层的各感知节点,了解各节点的相关信息,并实现远程控制。
物联网网关三个主要功能
1、协议转换能力
从不同的感知网络到接入网络的协议转换、将下层的标准格式的数据统一封装、保证不同的感知网络的协议能够变成统一的数据和信令;将上层下发的数据包解析成感知层协议可以识别的信令和控制指令。
2、可管理能力
首先要对网关进行管理,如注册管理、权限管理、状态监管等。网关实现子网内的节点的管理,如获取节点的标识、状态、属性、能量等,以及远程实现唤醒、控制、诊断、升级和维护等。由于子网的技术标准不同,协议的复杂性不同,所以网关具有的管理性能力不同。
3、广泛的接入能力
目前用于近程通信的技术标准很多,现在国内外已经在展开针对物联网网关进行标准化工作,如3GPP、传感器工作组,实现各种通信技术标准的互联互通。
物联网网关设计需要考虑的两个因素:
1、数据安全:这是决定大规模物联网能成败的关键要素。随着网络成更多应用的重要组成部分,数据安全变得更加重要。安全问题应落实到每一个设计阶段,而在设计任务全部完成后再增加安全功能的做法是错误的。
2、可维护:没有系统是完美无缺的。不管部署前做过多少测试,部署后还会发现安全缺陷、隐患和漏洞。物联网网关和节点必须支持现场维护和更新功能。设备维护不应只依赖远程维护,还应有更多的联网方法可选。
物联网网关的设计仅是物联网技术的一部分,针对物联网智能解决方案的定制,不同行业需求不同,建议要选择技术领先的合作品牌。
在蓝牙模块选型前期,一定要了解应用场景以及需要实现的功能(应用框图),以及功能实现过程中所能提供调用的接口(主从设备,功能),考虑模块供电,尺寸,接收灵敏度,发射功率,Flash,RAM,功耗(广播,连续传输,深度睡眠,待机状态),连接距离,接口,天线,性价比等。
根据蓝牙标准,SKYLAB的BLE蓝牙模块大致分为BLE42模块,BLE50模块,BLE52模块;如果蓝牙方案中需要的是支持主从一体的蓝牙模块,则可以选择BLE42模块SKB369,BLE50模块SKB501,BLE52模块SKB378,如果是想要找高性价比且做从的蓝牙模块,则优先考虑蓝牙42模块SKB376。
BLE蓝牙模块选型之参数:
传输速率:传输速率通常是设计人员首要考虑的,因为它关系到传送的信息类型。因此在进行蓝牙模块选型的时候务必要清楚蓝牙模块的应用,并以工作状态下所需要的数据传输速率为选型标准,毕竟把高质量音乐传送到耳机所需的数据速率,与心跳监护仪所需的数据速率有着很大的差别。
连接距离:根据距离的远近来选择,根据蓝牙方案的实际应用中的距离来确定哪个BLE蓝牙模块更能够满足数据传输需求。传输距离也是一个重要的考虑因素,当然距离越远越好,SKB369的传输距离可以达到30米,SKB501的传输距离可以达到50米,SKB378的传输距离可以达到50米+;
功耗:功耗主要由传输速率和距离来决定。一般蓝牙设备通过电池供电,功耗的高低直接决定着产品的续航能力。BLE蓝牙模块本身就是以低功耗著称,但是因为其拥有多种工作状态:广播(100ms间隔),连续传输(20ms间隔),深度睡眠(μA),待机状态(μA);各个状态下的功耗值也是有区别的,这个就需要工程师根据实际的蓝牙方案来确定了。BLE52蓝牙模块SKB378拥有极低功耗:TX 41mA@0dBm, RX 36mA@1Mbps, Sleep current<18uA);适合对于功耗有着严苛要求的产品,如智能手表、智能手环表等产品;
通讯接口:模块产品本身就是为了缩减产品上市周期了,为了方便蓝牙模块的使用,现有的BLE蓝牙模块都提供灵活的硬件接口,支持UART/SPI/GPIO/I²C/I²S/PWM接口,用户可以根据蓝牙方案的实际需求入手,如果只是数据传输,采用串行接口(TTL电平)就好了。
芯片方案:芯片决定着蓝牙模块的运算能力,没有一颗强劲的“ 芯 ”,蓝牙模块的性能无法保证。SKYLAB BLE42/50蓝牙模块都是基于Nordic方案研发推出,参数性能稳定可靠。SKYLAB BLE52蓝牙模块SKB378主频768MHz,32位ARM Cotex-M33处理器,同时内置32kB RAM和512kB Flash,支持模拟或者数字外设;
工作方式:BLE蓝牙一般分主、从机、主从一体/主从同连,一个主机目前最大可以与7个从机通讯,支持点对点通信;
目前市场中SKYLAB的BLE蓝牙模块主要是基于Nordic方案的蓝牙模块,分别是基于Nordic nRF52832芯片制作的SKB369和基于Nordic nRF52840芯片制作的SKB501,以及基于EFR32BG22蓝牙无线收发芯片的SKB378。可应用于互动娱乐设备:遥控、3D眼镜、游戏控制器;个人区域网络:健康/健身传感器和监护仪、医疗设备、钥匙扣+手表;遥控玩具;蓝牙信标;蓝牙网关;室内定位。
无线物联网网关是物联网的一种通信,通过无线手段收集一定数量的传感器或数据,通过无线技术传输到云中心,通过无线技术将中心计算出的反馈控制数据发送到终端控制。无线网关是网络链接桥梁,支持不同协议数据之间的转换和不同协议网络的互联。
近两年来物联网从萌芽到彷徨,再到现在被大家广泛认可,不难看出物联网是大势所趋。物联网是通过无线模块和互联网连接推动的,所有”物”连入网络都必须配备无线模块。其中物联网WiFi连接起到了承上启下的作用,给设备制造商带来了希望,而为解决功耗问题,工程师们又开始将目光转移到功耗更低的BLE蓝牙技术,低功耗蓝牙模块成为物联网应用中非常普遍的无线模块。
物联网
从定义来看,蓝牙是一种新兴无线通讯技术是一个标准的无线通讯协议,基于低成本设备的收发器芯片,近距离传输、功耗低。被广泛应用于物联网智能家居系统、智能可穿戴设备;
从技术层面看,蓝牙,低功耗、低辐射,其传输距离短、范围小的劣势近期随着蓝牙50的发布有了大幅提升;
从产品应用看,蓝牙通讯主要用来连接一些外接电子设备,或者近距离数据传输;
从产品量级看,据不完全统计显示,在民用领域以WiFi和蓝牙为通行标准的各类设备占据了全球市场的主要份额,其中又以采用蓝牙的设备占比更大。
蓝牙50:
蓝牙50
蓝牙50于2016年6月正式宣布规范,对比蓝牙42,蓝牙50在低功耗技术(BLE)可提供2倍的传输速率、8倍的广播能力、4倍的覆盖范围,尤其蓝牙50还针对物联网进行了底层优化,力求以更低的功耗和更强的性能为物联网服务,因此,越来越多的物联网应用、智能家居方案开始将蓝牙模块纳入选型范围内。
在物联网大行其道的今天,谈到高性能低功耗无线模块产品,大家都会直接想到BLE蓝牙模块,其中最让物联网工程师满意的还是基于Nordic方案的BLE蓝牙模块,采用SMD封装,性能达到50最优的SKB501,原因无它,主要是集成度高,性能稳定,且支持二次开发,不管是想直接使用的小白工程师还是想开发更多功能的大拿工程师,它都特别适用。
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