什么是物联网网关?具备什么功能?

什么是物联网网关?具备什么功能?,第1张

物联网网关作为一个新名词,将在未来物联网时代发挥非常重要的作用。它将成为感知网络和传统通讯网络之间的纽带。物联网网关作为一种网关设备,能够完成感知网络与通讯网络以及不同类型感知网络之间的协议转化。

网关既能够完成广域互连,也能够完成局域网互连,具备设备办理功能。运营商能够办理底层传感节点,了解每个节点的相关信息,经过物联网网关设备完成长途 *** 控。

这一部分强调了一个要害点,即物联网网关完成感知网络与通讯网络的互联,但感知网络中有许多不同的协议,如LonWorks、ZigBee、6LoWPAN、rubee等来完成这种互联网,网关有必要具有协议转化才能。一起,网关有两个要害点,即完成广域互联。当广域网不行用时,网关往往能完成局域网互连,即近端之间的交互与协作。

lora网关

主要功能:

一广泛的访问才能

现在,短程通讯的技能规范许多,只有LonWorks、ZigBee、6LoWPAN、rubee等常用的无线传感器网络技能,各种技能主要是针对某一应用开发的,缺少兼容性和体系规划。现在,国内外现已开展了物联网网关的规范化作业,如3GPP、传感器作业组等,以完成各种通讯技能规范的互联互通。

二可办理性

强壮的办理才能关于任何大型网络都是必不行少的。首先,需要对网关进行办理,如注册办理、权限办理、国家监管等。网关完成了子网中节点的办理,例如获取节点的标识、状况、特点、能量等,以及因为子网的技能规范和协议复杂性的不同,唤醒、 *** 控、确诊、升级和保护等的长途完成,网关具有不同的办理功能。根据物联网的模块化网关来办理不同感知网络、不同应用,保证使用一致的办理接口技能来办理终端网络节点。

三协议转化才能

不同感知网络到接入网络的协议转化,低规范格局的数据一致封装,保证不同感知网络的协议能够成为一致的数据和信令;将上层宣布的数据包分析成可由感知层协议识别的信令和 *** 控指令。

总结这些基本网关才能没有问题,但关于物联网网关来说,要害点之一是网关本身是完成感知层和通讯层的仅有入口和出口通道。外部只需要处理网关,而网关用于调度和 *** 控下面访问和注册的各种类型的传感设备。

因而,网关具有相似于API网关的要害才能,即对传感层中各种传感设备供给的不同类型的协议进行接入和适配,一起在协议接入后能够转化为规范接口协议和通讯层交互。关于实时接口,它能够选用相似的>

一般来说,物联网网关在架构和实现进程中会提供硬件设备,实现协议转化、路由、转发、自动注册办理、南北一体化的接口才能。这个网关通常是布置在局域网端的设备。对于整个云架构,只有网关设备和云能够交互。

边缘计算的终究落地能够在物联网网关层实现,即进一步提高物联网网关的存储和核算才能。一方面,在网关层实现本地收集后的数据自动收集,二次处理后收集上传到云端。另一方面,将云的要害核算规矩和逻辑散布到网关层,支撑网关层的本地化核算。这也是网关层功用的一个要害扩展。

LoRa

LoRa(长 距离)是由Semtech公司开发的一种技术,典型工作频率在美国是915MHz,在欧洲是868MHz,在亚洲是433MHz。LoRa的物理层 (PHY)使用了一种独特形式的带前向纠错(FEC)的调频啁啾扩频技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段,只要每台设备采用不同的啁啾和 数据速率就可以了。其典型范围是2km至5km,最长距离可达15km,具体取决于所处的位置和天线特性。

LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位,重要性不言而喻。值得注意的是,目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商,掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种,一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司;二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商,包括微芯 科技 (Microchip)等。

Wi-Fi

Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例,最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。然而,它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。

大多数Wi-Fi版本工作在24GHz免许可频段,传输距离长达100米,具体取决于应用环境。流行的80211n速度可达300Mb/s,而更新的、工作在5GHz ISM频段的80211ac,速度甚至可以超过13Gb/s。

一 种被称为HaLow的适合物联网应用的新版Wi-Fi即将推出。这个版本的代号是80211ah,在美国使用902MHz至928MHz的免许可频段, 其它国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下最大只能达到100米的覆盖范围,但HaLow在使用合适天线的情况下可以远达1km。

80211ah 的调制技术是OFDM,它在1MHz信道中使用24个子载波,在更大带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM,因此可以提供宽 范围的数据速率。在大多数情况下100kb/s到数Mb/s的速率足够用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露,它将在2018年前完成 80211ah的测试和认证计划。

针对物联网应用的另外一种新的Wi-Fi标准是80211af。它旨在使用从54MHz到698MHz范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些频道 很适合长距离和非视距传输。调制技术是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率大约为24Mb/s,不过在更低的 VHF电视频段有望实现更长的距离。
ZigBee

ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee是物联网的理想选择之一。

虽然ZigBee一般工作在24GHz ISM频段,但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz频段中使用。在24GHz频段中数据速率是250kb/s。它可以用在点到点、星形和网格配置中,支持多达254个节点。与其它技术一样,安全性是通过AES-128加密来保证的。ZigBee的一个主要优势是有预先开发好的软件应用配 置文件供具体应用(包括物联网)使用。最终产品必须得到许可。

ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事?举一个简单的例子就可以说明这个问题,当一队伞兵空降后,每人持有一个ZigBee网络模块终端,降落到地面后,只要他们彼此间在网络模块的通信范围内,通过彼此自动寻找,很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。而且,由于人员的移动,彼此间的联络还会发生变化。因而,模块还可以通过重新寻找通信对象,确定彼此间的联络,对原有网络进行刷新。这就是自组织网。

NB-IoT

窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

蓝牙50

蓝牙是一种无线传输技术,理论上能够在最远 100 米左右的设备之间进行短距离连线,但实际使用时大约只有 10 米。其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑,在不借助电缆的情况下联网,并传输资料和讯息,目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。新到来的蓝牙 50 不仅可以向下相容旧版本产品,且能带来更高速、更远传输距离的优势。

物联网是信息产业领域新一轮发展与竞争的制高点。世界各发达国家正在加大这方面投入,力图占据领先位置。朗德华信(北京)自控技术有限公司作为研发和生产符合IP物联网自适应控制系统中IPV4、IPV6规划的IP 控制器,也充分利用了物联网的技术优势。
物联网的最新技术有以下五点:
1、射频识别与传感节点技术:超高频射频识别、各类新型传感器、低功耗传感节点、中高速传感网系统设备及节点专用 *** 作系统。
2、物联网组网与协同处理技术:网络体系架构、网络与信息安全、传感节点间通信与组网及协同感知与处理。
3、物联网系统集成技术:功能集成、网络集成、软硬件 *** 作界面集成及智能控制、系统级软件或中间件 。
4、物联网应用抽象及标准化技术:技术协议与规范、平台软件开发环境、开发工具、核心框架及中间件构造。
5、共性支撑技术:可编程、系统测试、情境感知、隐私保护等共性技术研发及现代信息通信、计算机及网络、先进微电子、新材料、新能源等基础支撑技术。
所以我国也已经将物联网产业发展上升为国家战略。其核心技术的研发、传感器、网络传输、云计算和行业应用、以及产业联盟协同创新等方面都已经拥有了比较好的基础。
作为政府从战略层面进行推进的产业,物联网如何从愿景走向现实应用并得到快速发展已成为广受各界关注的话题。易观国际在国内率先构建了物联网研究的系统理论体系,并推出《中国物联网机遇与挑战》系列白皮书,通过多部报告,有层次、有重点的对中国物联网进行分析阐述,透视产业机会,发掘产业价值,为政府、企业、投资人提供决策依据。
易观分析:
根据易观国际(AnalysysInternational)发布的国内首部物联网全景报告《中国物联网白皮书之一——无线传感器网络的机遇与挑战》中数据显示,作为物联网现阶段发展核心的无线传感器网络(WSN)产业,其市场规模将在未来两年内增长15倍,达到40亿元。无线传感器网络的发展,还将带动RFID等其他物联网产业,为其提供更明确的应用方向和更丰富的市场机会。
易观国际通过对物联网产业的宏微观分析,对物联网进行了清晰的定义,指出“物联网是指通过各种传感和传输手段,将现实世界的信息进行自动化、实时性、大范围、全天候的标记、采集、传输和分析,并以此为基础搭建信息运营平台、构建应用体系,从而增强社会生产生活中信息互通性和决策智能化的综合性网络系统。”,并将物联网划分为信息采集、信息传输、信息运营和整合应用四个层级。
现阶段,由信息采集层和信息传输层构成的信息感知体系是物联网应用推进的主要领域,而在其中起到关键推动作用的就是无线传感器网络行业。
无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,简称WSN)的基本功能是将一系列在空间上分散的传感器单元通过自组织的无线网络进行连接,从而将各自采集的数据进行传输汇总,以实现对空间分散范围内的物理或环境状况的协作监控,并根据这些信息进行相应的分析和处理。因具有成本低、范围大、布设灵活、移动支持等特点,无线传感器网络在工业监控、智能电力、矿山安全、医疗健康、环境监测等行业的应用一直广受重视;与此同时,无线传感器网络也面临着延长节点工作时间、增加通信距离、小型化、标准化等技术挑战和寻找应用场景等市场挑战。
无线传感器网络已经成为政府推进物联网发展的首要着力点,在政府的高度关注和明确支持以及产业的技术发展、需求推动等协同作用下,中国无线传感器网络市场将在未来一段时间内以超过200%的年均复合增长率增长,并于2015年达到200亿元人民币的规模。
在此期间,无线传感器网络不但是政府扶持和行业应用的热点,还将成为市场竞争和产业投资的热点,大量企业将进入这一市场,竞争日趋激烈,并受到投资人的高度关注。
无线传感器网络的发展将帮助物联网实现社会生产生活中信息感知能力、信息互通性和智能决策能力的全面提升,为我国争夺国际经济科技制高点、实现“建设创新型国家”的战略性目标和国家的跨越性发展做出重大贡献。
易观建议:
实际应用是产业发展的前提条件,产业各方除了关注概念以外,更应以推进实际应用为要务;在竞争中,产业实践经验丰富、自主研发能力强的企业也将得以胜出。
政府、投资界以及客户等各方在选择无线传感器网络的扶持和投资对象时,都应该注重其自主研发能力、产业应用实践以及与行业标准的结合程度。
关于《物联网白皮书》:
易观国际在国内率先构建了物联网研究的系统理论体系,并计划推出《中国物联网机遇与挑战》系列白皮书,通过多部报告,有层次、有重点的对中国物联网进行分析阐述,透视产业机会,发掘产业价值,为政府、企业、投资人提供决策依据。
本报告是系列白皮书的第一部;在本报告中,我们将在对物联网进行全局描述的基础上,重点讨论在物联网的信息感知体系中发挥核心作用并被国家作为物联网发展要点的无线传感器网络产业,全面分析该产业所面临的发展机会和需要解决的关键问题。
本系列计划发布的报告包括:
《物联网白皮书系列之一——无线传感器网络的机遇与挑战》
《物联网白皮书系列之二——电信运营的新疆域》
《物联网白皮书系列之三——典型应用场景的探索与趋势》
Enfogrowth解决方案介绍
经过超过八年的运营经验和长达16年的知识积累,易观国际已成功为国内外客户提供了超过五百项独立的咨询服务。成为中国互联网、电信和信息技术及其应用(以下简称:TMT)领域,完成咨询项目数量最多的咨询公司之一,并率先推出专门应用于国内TMT领域的咨询服务解决方案——Enfo-Growth。
Enfo-Growth共包括七款子产品:EnfoMarket(新市场发现)、EnfoProduct(精确营销)、EnfoStrategy(战略规划与对标)、EnfoSystem(运营体系优化)、EnfoeService(服务互联网化)、EnfoeMarketing(营销互联网化)、EnfoeProduct(产品互联网)。

物联网中的短信功能通常是通过GSM/UMTS/LTE等通信标准和设备来实现的。这种短信功能通常用于点对点的短信通信,支持以下几种情况的点对点通信:
1 手机与设备之间的点对点短信通信,比如使用SIM卡或其他类似机制的设备,支持通过短信将设备数据发送至手机或从手机发送指令到设备。
2 设备与设备之间的点对点短信通信,比如基于GSM或NB-IoT等技术的短信模块,支持设备之间通过短信实现数据传输或控制指令的交互。
需要注意的是,物联网中的短信功能通常是基于通信运营商的短信网络实现的,因此需要确保相关的设备、协议和网络支持短信功能,并申请相应的短信业务开通权限。同时,短信通信也存在一定的安全风险,需要关注短信内容的保护和安全性。


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