工业物联网网关作用是什么?

工业物联网网关作用是什么?,第1张

一般来说,工业网关需要具备以下能力:

    1具备对下(自动化系统)协议解析能力(通讯协议:Modbus,PPI,MPI,CNC等;总线协议:CAN,PROFIBUS等;工业无线协议:WirelessHart,433等),目前的网关以通讯协议为主,只有少部分厂家会考虑对下的总线协议以及无线协议,同时传统的总线协议转换也叫工业网关,网关分不清楚。

    2具备对上(IT系统)的协议对接能力,对上的通讯能力(以太网,WIFI,3G,4G,NB-IOT等)

    3具备对上和对下私有协议二次开发能力

    4具备数据缓存,本地计算(雾计算)的能力

    具备这样的能力才可以说是一个完善的网关,另一方面,工业现场应用非常复杂,目前数据接入的成本又非常的高,往往造成业主想要上信息化系统的时候,接入成本就占到1半以上的费用。所以,网关厂家会根据市场大小去布局相应的产品层次。不过,目前不管是国内还是国外的网关厂,都很难覆盖所有的应用,加上网关厂对IT系统的对接协议,以及对接方式并不统一。造成现在接入成本仍然居高不下。大大影响了云和大数据的应用。

 目前市面上的网关类型主要有单向型数据采集型、双向型简单版、双向增强版。

单向型数据采集型

对下具备串口或者网关,对上具备网口或者GPRS。支持协议解析,以moudus为主,对上对下协议可定制,可采用软件按需烧录的形式实现。支持数据缓存,对数据打时间戳。

双向型简单版

对上对下接口更丰富(串口,网口,3G,4G);预置多种通讯协议(PLC,CNC,注塑机,电力);支持二次开发

双向增强版

在简单版上增加对下的无线通讯对接能力和总线型对接能力。

其中第二种是目前需求量最大的,第一种类型和第三种类型目前市场并不明确,在某些行业已经有非常强烈的需求,但是复制性不如第二种,所以目前较少有人开发。 同时第一种和第三种在选择无线通讯协议(对上或者对下)的时候都有一定风险。工业网关的市场直接可以反映我国工业物联网发展水平,如果要看工业物联网在国内的发展,我认为当前阶段看看国内工业网关的发展即可对市场有一定的判断。

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。

物联网网关,作为一个新的名词,在未来的物联网时代将会扮演非常重要的角色,它将成为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。图l示意性地给出了以物联网网关构建的物联网典型拓扑。
功能
广泛的接入能力
目前用于近程通信的技术标准很多,仅常见的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。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。
可管理能力
强大的管理能力,对于任何大型网络都是必不可少的。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。
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。
从物联网网关的定义来看,物联网网关很难以某种相对固定的形态出现。总体说凡是可以起到将感知层采集到的信息通过此终端的协议转换发送到互联网的设备都可以算做物联网网关。形态可以是盒子状也可以是平板电脑,可以有显示屏幕的交互式形态,也可以是封闭或半封闭的非交互形态。
有物联网应用的地方,必然有物联网网关的存在。通过连接感知层的传感器、射频(RFID)、微机电系统(MEMS)、智能嵌入式终端,物联网网关的应用将遍及智能交通、环境保护、工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦察和情报搜集等多个领域。不同应用方向的物联网网关所使用的协议与网关形态有差异,但它们基本功能都是把感知层采集到的各类信息通过相关协议转换形成高速数据传递到互联网,同时实现一定的管理功能。

物联网网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。
物联网网关在网络层以上实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。
物联网网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。 网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备。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,物联网网关是一个翻译器。
物联网网关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,以适应目的系统的需求。同层--应用层。

物联网主要技术。在物联网应用中有三项关键技术为物联网开辟出极为广阔的应用前景:

1、传感器技术:这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道,到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

2、RFID标签:也是一种传感器技术,RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术,RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景,这也是为什么“物流”这个词总是与“物联网”同时出现。

3、嵌入式系统技术:是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变,以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见;小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活,推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻,传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官,网络就是神经系统用来传递信息,嵌入式系统则是人的大脑,在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

物联网应用领域。物联网用途广泛,遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。

宏桥智慧云盒,即边缘计算物联网网关,是智慧灯杆发挥城市物联感知能力的核心组件。在智慧灯杆中装入智慧云盒,能够在智慧灯杆附近俯视范围内的地面及地下,建立小型物联网络,将各类智能硬件设备串联,采集智能终端设备的各类数据,并将数据传输到智慧物联网管理平台。智慧云盒串联智慧灯杆上挂载的智能设备,解析不同硬件协议,形成统一的信息传输通道;“云盒”集成无线通讯模组,可以打造以智慧灯杆为中心的区域物联感知;每一个智慧“云盒”都有一个唯一的设备编码,是智慧灯杆在物联网管理平台上面的设备“IP”便于打造智慧灯杆和物联感知设备的地理网格,打造全域物联感知。宏桥智慧“云盒”具备强大算力,可以打造智慧灯杆的边缘计算能力。具备边缘计算的智慧灯杆,可以理解成遍布城市各个角落的特殊的“机器人”。智慧灯杆具备智能设备的联动策略执行能力,感知设备与执行设备可以自行联动,自动执行联动策略;宏桥智慧“云盒”同时具备视频识别能力,智慧灯杆更是一台敏捷的监控机器人,解决非结构化视频数据的分析效率和资源瓶颈问题。

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。

网关是将两个使用不同传输协议的网络段连接在一起的设备,网关一般用作网络的入口和出口点,因为所有数据必须在路由之前通过或与网关通信。在大多数基于IP的网络中,唯一不通过至少一个网关的流量是在同一局域网(LAN)段上的节点之间流动的流量。

在个人或企业场景中使用网关的主要优点是将互联网连接简化为一个设备。在企业中,网关节点还可以充当代理服务器和防火墙。

网关如何工作

所有网络都有一个边界,限制与直接连接到它的设备的通信。因此,如果网络想要与该边界之外的设备,节点或网络通信,则它们需要网关的功能。网关通常被表征为路由器和调制解调器的组合。

网关在网络边缘实现,并管理从该网络内部或外部定向的所有数据。当一个网络想要与另一个网络通信时,数据包将传递到网关,然后通过最有效的路径路由到目的地。除路由数据外,网关还将存储有关主机网络内部路径的信息以及遇到的任何其他网络的路径。

网关基本上是协议转换器,促进两个协议之间的兼容性,并在开放系统互连(OSI)模型的任何层上 *** 作。

网关的一个用途是在物联网环境和云之间创建通信链路。

网关类型

网关可以采用多种形式并执行各种任务。这方面的例子包括:

Web应用程序防火墙: 此类型过滤来自Web服务器的流量并查看应用程序层数据。

云存储网关:此类型使用各种云存储服务API调用转换存储请求。它允许组织将存储从私有云集成到应用程序中,而无需迁移到公共云。

API、OA或 XML 网关: 此类型管理流入和流出服务,面向微服务的体系结构或基于XML的Web服务的流量。

物联网网关: 此类型聚合来自物联网环境中设备的传感器数据,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。

媒体网关 : 此类型将数据从一种网络所需的格式转换为另一种网络所需的格式。

电子邮件安全网关:此类型可防止传输违反公司政策或将以恶意目的传输信息的电子邮件。

VoIP中继网关 :这种类型便于使用普通老式电话服务设备,如固定电话和传真机,以及IP语音(VoIP)网络。

此外,服务提供商可以开发网关,供客户使用。

网关和路由器的相似之处在于它们都可用于调节两个或多个独立网络之间的流量。但是,路由器用于连接两个相似类型的网络,网关用于连接两个不同的网络。由于这种逻辑,路由器可能被视为网关,但网关并不总是被视为路由器。路由器是最常用的网关,用于将家庭或企业网络连接到互联网。


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