导读 在电信领域,网关的主要目的是在不同类型的通信技术之间架起一座桥梁。它们在连接类型、接口或协议方面可能有所不同。例如,您的家庭 Internet 网关将您的局域网 (LAN) 连接到您的 Internet 服务提供商 (ISP)。此网关使用 TCP/IP 将 ISP 的广域网 (WAN) 连接到您的 LAN。

在电信领域,网关的主要目的是在不同类型的通信技术之间架起一座桥梁。它们在连接类型、接口或协议方面可能有所不同。例如,您的家庭 Internet 网关将您的局域网 (LAN) 连接到您的 Internet 服务提供商 (ISP)。此网关使用 TCP/IP 将 ISP 的广域网 (WAN) 连接到您的 LAN。物联网网关遵循为不同技术桥接通信的相同原则。它在物联网传感器/执行器和互联网之间架起了一座桥梁。物联网网关在必要时聚合数据,翻译传感器的协议并在传输前处理数据。

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图 2 物联网网关作为物联网和互联网之间的桥梁。

物联网网关处理传感器、现场设备和远程连接(如互联网、应用程序或用户)之间的所有通信。在这种通信中,物联网网关在本地收集数据,然后通常通过 MQTT 或 AMQP 将其发送到 Azure 或 AWS 等云系统。

物联网网关需要什么?

物联网网关在物联网的背景下带来了广泛的好处。以下三点总结了核心功能。

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图 3 物联网网关的核心核心功能

互操作性

配备各种接口、协议和标准,例如用于本地安装(边缘)或通过固定和移动网络(连接)进行远程数据传输,物联网网关简化了物联网场景中许多不同的新旧设备的协作. 他们将收集到的数据传输到互联网或中央物联网平台或云架构。通过这种方式,它们降低了系统的技术复杂性并降低了必要的投资成本。

集中器

在物联网系统中,多个传感器或设备连接到物联网网关,物联网网关通过现场的固定和/或移动无线电链路使用合适的协议互连和传输它们,以形成数据流。这种数据集中既实现了经济效果(例如,仅使用一张 SIM 卡和成本密集型硬件模块用于移动无线电链路),又实现了 IT 安全效果,因为只能通过 IP 地址空间访问物联网网关——但并非所有设备或传感器。

本地数据处理

物联网网关在本地数据预处理方面也发挥着核心作用。例如,这涉及过滤仅在发生相关变化时传输的数据,例如,当达到极限值时,而不是连续传输。这导致数据量和相关运营成本的显着减少。此功能对于在没有与中央平台的现有连接的情况下触发直接的本地操作也很有用。在这种情况下,成熟的分析程序越来越多地被用作边缘中的所谓“流分析”,这引发了对计算和存储能力的定义要求。与公共云系统的连接也经常通过在网关上运行的相应软件程序来实现。此外,网关有时还充当“信任点”,即 作为边缘的通信锚。通过这种方式,它们为物联网云通信的最高安全性做出了贡献。


SG500接口图


星创易联网工业网关 特别适用于数据采集和预处理逻辑的开发。各种通信协议和通用数据处理功能的现成组件使应用程序更加用户友好。可视化开发工具 非常适合在工业物联网环境中使用。

现实世界中的物联网基础设施与各种挑战和限制相关。这对物联网网关的运行提出了很高的要求,例如对计算能力、操作系统或硬件的运行温度等方面的要求很高。因此,使用 Raspberry Pi 实现物联网网关仅适用于原型形式的较小物联网环境。对于大规模部署,应该依赖具有强化 Linux 操作系统的工业计算机。这些经过专门评估以用于物联网场景,并通过适当的硬件和软件解决方案为长期连续运行提供先决条件。通过这种形式的 IoT 网关实现,Node-RED 可以简单地加载并用作 Docker 容器。

物联网网关是物联网生态系统中的关键元素

在没有网关的世界中,我们的设备无法与互联网或外部网络通信。物联网网关执行路由器的标准任务,即在多跳环境中转发数据包。但它们也能够使用不同的技术连接不同的设备。


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物联网网关是物联网生态系统中的关键元素。作为沟通的桥梁,它将传感器连接到互联网,将设备连接到本地云应用程序等等。它通过预处理原始数据有助于减少延迟并提高边缘容量。物联网网关还在这些易受攻击的环境中提供了额外的安全线。开源软件 Node-RED 可以在没有太多编程知识的情况下将自己的物联网项目付诸实施。应注意为应用程序选择合适的计算机。如果您处于原型环境中,那么 Raspberry Pi 就足够了。一旦涉及到更大、要求更高的物联网实施,就应该使用工业计算机。


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