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。
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。
边缘计算网关具备了超强边缘计算能力的,整合了数据采集、处理、执行,使其能够避免一些数据上传下达产生的时延弊端,将需求在边缘终端解决,提升了本地物联网设备的处理能力和响应速度。选择合适的边缘计算网关需要根据实际条件,如:品牌,质量,功能,价格等。
计讯物联的TG452边缘计算网关采用Arm架构高端处理器,性价比高,深受用户好评。物联网网关功能,协议转换能力,协议从不同的感知网络到接入网的转换,以较低层为标准对数据进行统一封装,好确保不同感知网络的协议可以形成统一的数据和信令;把上层发送的数据包解析为感知层可以识别到信令和控制命令。必须对网关进行统一管理,例如注册管理,权限管理,状态监视等。网关可以实现子网中节点的管理,像获得节点的身份,状态,属性,能源等,与此同时还能够远程实现唤醒,控制,诊断,升级和维护的功能。因为子网的不同技术标准和协议的不同具有的复杂性,所以也让网关的管理具有不同的方式。物联网网关功能,广泛的访问能力,就目前而言,有许多用在了短距离通信的技术标准。国内外也纷纷实行了3GPP,传感器工作组等物联网网关的标准化工作,达到了各种通信技术标准互联互通的效果。总而言之,言而总之,物联网网关作为一个新词汇,物联网网关功能更是与我们的生活息息相关。相信不管是现在还是未来,在物联网的时代它都有自己举足轻重的位子,成为了感知网络和传统通信网络的枢纽,相信它的应用场景也会随之变得更加绚丽多彩。现今世界网络和数据普及,不单止智能手机能连接网络,就连手表,闹钟,家电等日常用品,也能即时在网络中提取资讯,并配合环据数据作出分析,将最好的体验反馈给 用家。而透过网络来连接人,流程,资讯和装置这个概念,亦是我们平常所说的物联网(物联网,又名物联网)。
承接上文介绍了雾计算的简单的应用和由来,下文将会介绍物联网的一个重要技术 - 边缘计算(Edge computing)。下文将会阐述边缘计算的由来,并介绍它与物联网的关系,而且会利用无人驾驶作为用例,介绍云计算的短处和边缘计算的应用。
先定义一下边缘计算(wikepedia,2019):
这里提到很多艰涩的专业名词,例如是“分散式运算”,“节点”等,其实只是描述:边缘技术是一种技术将大型应用程式的一部分转移到(即分散式运算)日常设备中处理(即边缘节点中)。
在云计算的典型结构中(如上图),通常可分为“云(云层) - 网(雾层) - 端(边缘)”三层。“端”这一层覆盖所有终端的应用程式,亦通常是被管理的角色。当云计算一计算出结果,就会到透过“网”层,将指令发送到“端”层的应用程式执行,而应用程式收到数据后,则会发送到“云”层作计算。
而边缘计算则可以想像为给予“端”层一定程度的“自治”。在边缘计算的架构中,终点被赋予简单的存储和计算能力(与雾计算不同,这里重点是“简单”的功能) ,令它能偶尔脱离云的管理,并根据环境数据作出回应。
增加终端系统简单的计算和存取能力看似一小步,但其实这个布局有着莫大的好处,当中包括:
- 低延迟:数据由近场产生,能快速回应
- 独立性:在没有网络连接下,系统亦能运作
- 合规性:无需传送用户资料,保护个人数据
- 简化数据:终端先处理部份数据,数据简化后才向云服务器传输
- 安全性:数据传输减少,减少网络安全风险
无人驾驶是边缘计算其中一个经典用例,亦是一个很好例子说明云计算的短处和为什么需要边缘计算。
下图展示的是常用的云计算架构,当中包括1)一架智能汽车(客户端),并且正在使用无人驾驶功能,2)互联网(Internet),用作传输数据,以及3)云服务(云计算)服务器),用作提供无人驾驶服务。
假设汽车正在以60ms-1的速度行驶,并在起始位置感测到前方3m有阻碍物。由于汽车正在使用云计算的架构,汽车本身并没有分析的功能,汽车会将感测到的影像 传送到云服务器中作分析(步骤1)。
很不幸地,由于汽车现在在北区甚远,信息在005s后才能到云服务 无上停驶,但也要经过005s才能将指令发送到汽车上执行(步骤2)。
在这段发送信息到回收指令的过程中(~01s),汽车会继续以均速行驶(60ms-1),并到6m后(= 60ms-1×01s)才会收到指令停下来 。而且会撞到在3m前的路人,酿成车祸。
汽车在起始位置感测到前方3m有阻碍物,会立刻执行停车指令(步骤1)。然后再发送影像和决策内容到云服务器中作进阶分析(步骤2),以改善无人驾驶性能。 (注:这里看似与雾计算方式相似,但在过程中,应用程式没有作任何的数据分析,只根据感应器内容作出回应。若然是雾计算的话,感应器信息会发送到雾服务中,再作分析,然后通知终端设备作出回应。)
由此可见,云服务器距离数据产生的位置较远,因此会造成较大的延迟。而无人驾驶这些需要实时作出决策的活动,则很大机会需要使用边缘计算,使计算的服务靠近产生数据的源头,做到计算更接近实际行动。
随着科技的进步,数据传输速度的快速提升,不少日常物品,例如是家用电器,车辆等,都已经嵌入感测器,并透过网络接结与互联网交换资讯,形成了庞大的物件网络(即物联网)。
物件会在运行时会收集到大量的环境数据。有些人会问,为什么不把数据都在本地(local drive)处理,其他数据再传到云服务做储存。这可能是其中一个可以实行的方法,但如果所有数据都在本地处理,物件本身要设有很多的存储装置和处理服务器。这会大大增加电力消秏和物件重量,增加成本。
因此,最好的方法是结合云计算和边缘计算的优势做出最佳的配置。在一些决定物件重大安全性的事件(例如如上文无人驾驶例子的刹车)可将决定的主导权放到边缘上,其他没有急切性的事情,则放到云服务器低成本集中处理。透过云与边缘的良好分工,大大减少成本,亦能提高运算效率。给题主一个比较专业的概念——物联网网关,是通过无线和有线手段集中一定数量的传感器或设备数据,并通过无线技术传输至云中心,同时将中心计算后的反馈控制数据通过无线技术发送至终端控制设备的一种物联网通讯设备。在物联网系统中,物联网网关起到了承上启下的关键作用,是实现整个系统互联互通的核心保障。说起物联网网关,就要提一嘴成都万创科技了,因为万创拥有全球最完整的网关产品线——ARM低功耗网关、 X86高性能网关 、IP65/67物联网网关 、万创OS *** 作系统( 通过Web端远程访问和配置万创网关产品)~希望这个回答能够帮到题主呢。
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