一、什么是物联网网关?
网关就是为了不同协议之间转换难而诞生的一个产品,对内负责整个智能家居系统不同设备的协议转换,对外通过以太网或者WiFi进入互联网实现远程通信。
相比于互联网时代,物联网的通信协议更加多样,物的碎片化非常严重,网关的重要性也就由此凸显——物联网网关能够把不同的物收集到的信息整合起来,并且把它传输到下一层次,因而信息才能在各部分之间相互传输。物联网网关可以实现感知网络与通信网络,以及不同类型感知网络之间的协议转换;既可以实现广域互联,也可以实现局域互联。
比如电视机、洗衣机、空调、冰箱等家电设备;门禁、烟雾探测器、摄像头等安防设备;台灯、吊灯、电动窗帘等采光照明设备等,通过集成特定的通信模块,分别构成各自的自组网子系统。而在家庭物联网网关设备内部,集成了几套常用自组网通信协议,能够同时与使用不同协议的设备或子系统进行通信。用户只需对网关进行 *** 作。便可以控制家里所有连接到网关的智能设备。
网关在系统里面起着很重要的核心作用,网关有哪几种形态呢
我们这里也简单说说:
无线转无线:WiFi转433MHz、红外、ZigBee(家庭常见)
GPRS(2G、3G、4G)转433MHz、红外、ZigBee(工业常见)
无线转有线:WiFi转RS485、RS232、CAN(工业居多)
有线转无线:以太网转433MHz、红外、ZigBee(家庭常见)
有线转有线:以太网转RS485、RS232、CAN(工业居多)
二、物联网网关的历史
设备数据的采集、传输、监测是整个流程的关键步骤,在市场需求不断更新以及技术提升中,物联网智能网关就此出现,要更好地了解它的价值和出现的契机,要从设备机器数据的采集、传输、监测过程发展历程说起。
在发展早期,数据采集的意识才刚刚出现的时候,由于传感器的匮乏加上传输技术的落后,大多都是依靠人工进行数据计量。人工计量的弊端不言而喻,耗时耗力并且能够检测的范围是非常狭窄的,所以人工计量的方式很快就被淘汰。
1、初期的本地监测,数据采集的首次尝试
真正意义上的数据监测应该从本地监测开始。通过有线网络将设备总控和 PLC 或者 HMI 连接起来,进行本地的人机交互和信息交换,设备上的数据直接显示在 PC 或者 HMI 上面。
而PC需要近距离地安装在设备旁,同时需要人员一天 24 小时的监控以及反馈。此时,人工的力量还是占了主导地位,本地监测的实际意义不大,只是停留在简单的数据统计工作上。
2、以太网出现,延伸物理传输距离
由于本地监测局限性太大,人们开始把以太网等有线宽带技术运用在数据采集、传输上,数据的传输在范围上有了一定的延伸。当设备节点接入传感器,通过一定的转换到达以太网,再到达终端显示。就传输范围而言,在原有范围基础上是有了一定的拓展。
但是中间存在的协议标准差异导致通信并不能畅通无阻,且有线网络的固有限制就是无法远程监测,这又一次给数据市场提供一个巨大的需求。
3、网关的出现,适配更多协议标准
伴随着 2G/3G/4G 网络、Wi-Fi、蓝牙等无线网络传输技术的出现,数据的远程传输问题出现转机,但多种通信协议的多重协议标准也阻碍了设备与设备之间的“对话”。此时为了能够适配更多协议标准,网关的出现非常及时,在通信协议和数据之间,网关是一个翻译器,与网桥只是简单地传达信息不同,网关对收到的信息要重新打包,以适应系统的需求。
网关的转换能力结合无线通信协议技术,大大提高了物联网延伸距离,但物联网技术也面临一些独特的挑战。其中一个挑战是,受限于系统内存、数据存储容量和计算能力,很多物联网节点无法直接连接基于 IP 的网络,这样就难以做到万物互联。而物联网网关可以填补这块空白,在基于IP的公共网络与本地物联网之间架起一座网络桥梁,使用在不同的通信协议、数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间。
通俗来讲,有了网关,所谓的 M2M 不再是狭义上机器与机器的对话,而是设备、系统、人之间没有障碍的沟通。
4、现代物联网智能网关,推动设备预测性运维
现代物联网智能网关,在物联网时代扮演非常重要的角色,它不仅是连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设备,物联网智能网关可以实现感知网络与通信网络,以及不同类型感知网络之间的协议转换,既可以实现广域互联,也可以实现局域互联。此外物联网智能网关还需要具备设备管理功能,运营商通过物联网智能网关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,特有的物联网边缘计算能力,让传统工厂在数字化转型的过程中实现了更为快速、精准的数据采集及传输。
三、物联网智能网关的特点
支持远程更新维护。例如 Ruff 的物联网智能网关可随时根据软件的升级,添加支持协议,对外提供基于 JS 语言的开发接口,只需下载相应的配置应用即完成对硬件产品功能的修改。在网关使用过程中出现了问题,也无需去现场进行维修只需利用 Ruff Explorer 远程管理工具在软件层面进行修改即可,从远端提前发现和解决隐患,使维护更智能,设备运行更稳定可靠。
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lot gateway物联网网关实质上就是指集成了WiFi和蓝牙BLE两种无线通信方式的蓝牙网关(蓝牙探针),WiFi与蓝牙之间通过串口通信,可灵活应用于各种场景,例如:远程控制BLE装置,接收BLE设备发送的数据,并将其发送给服务器……
lot gateway物联网网关TD05A实际应用
(1)应用于室内定位,可以实现后台的主动定位,在后台看到被定位对象的位置,移动轨迹,历史轨迹回放等;
(2)应用于数据抓取,比如养老行业,用于抓取老人佩戴的手环、胸卡等数据上传后台等。
智慧路灯专用网关巨擘有GT-GW-B1000、GT-GW-Z1000等。
智慧路灯网关有以下特点:
智能路灯智慧网关具很多种接口可供很多设备接入,作为物联网的核心设备拥有强大的边缘计算能力,具有连接感知网络和传统公共网络的枢纽功能,可以将不同厂家的传感器设备进行统一的传输,完成远程灯光控制、信息化管理(采集)、智能控制等功能,从而形成社会管理与服务的新型管理模式。智能路灯智能网关是为解决智慧城市建设、城市亮化工程而推出了一款多功能灯杆智慧网关,在5G路灯杆、智慧路灯、多功能合杆等有着广泛的应用。
物联网网关的主要功能是在传感器协议之间进行转换,并在向前发送之前处理传感器数据,把不同的物收集到的信息整合起来,并且把它传输到下一层次,因而信息才能在各部分之间相互传输。物联网网关可以实现感知网络与通信网络,以及不同类型感知网络之间的协议转换;既可以实现广域互联,也可以实现局域互联。
1、广泛的接入能力,常见的 WSNs 技术就包括 Lonworks、ZigBee、6LowPAN、RUBEE 等。各类技术主要针对某一应用展开,之间缺乏兼容性和体系规划。
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。提出基于模块化物联网网关方式来管理不同的感知网络、不同的应用,保证能够使用统一的管理接口技术对末梢网络节点进行统一管理。
3、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。1、EclipseKura是一款开源网关软件,可用于连接多种网络和设备,支持多种通信协议。
2、OpenEdge是ProgressSoftwar公司的一款商业网关软件。它提供了一系列工具和API,用于管理设备、数据采集和分析。
3、AzurIoTEdge是微软公司的一款物联网网关软件,可以在本地处理和分析设备数据。物联网网关是一种充当转换重任的设备,可以实现感知网络与通信网络,以及不同类型感知网络之间的协议转换,既可以实现广域互联,也可以实现局域互联。若是具备设备管理功能的物联网网关,用户还可以通过物联网网关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。
总之,物联网网关是重要的物联网设备管控中心,可以用于接收物联网设备无线信号,也可以对物联网设备进行控制管理。网关可用于人流数据采集、固定资产管理、环境温湿度监测以及电子价签管理,适用于商超、展会、机场、实验室、农业大棚、仓储库房、医药库房、食品库房、展览馆、博物馆等的环境部署。
物联网网关用途广泛,比如云里物里的蓝牙智能网关除了可以接收iBeacon、传感器、资产管理标签等信号外,还能管理控制MTag电子价签。
宏桥高科利用IoT技术,打造一个万物互联、信息共享、智能控制与管理的城市物联网运营管理综合服务系统。系统可与宏桥智慧云盒协作,对接各类智能硬件,形成统一的管理规范,管理运维城市范围内的物联感知设备。提供一系列市政服务治理解决方案,例如智慧停车、应急管理和智慧文旅等。
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