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物聯網網關如何工作?

2022-07-06 10:04:13
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物聯網網關充當不同類型物聯網設備之間的橋梁,并將它們連接到中央數據系統甚至云。從邊緣、網關傳輸到外部網絡(如云)的數據物流涉及聚合、匯總和同步數據。物聯網設備使用

物聯網網關,作為一個新的名詞,在未來的物聯網時代將會扮演非常重要的角色,它將成為連接感知網絡與傳統通信網絡的紐帶。作為網關設備,物聯網網關可以實現感知網絡與通信網絡,以及不同類型感知網絡之間的協議轉換.既可以實現廣域互聯.也可以實現局域互聯。此外物聯網網關還需要具備設備管理功能,運營商通過物聯網網關設備可以管理底層的各感知節點,了解各節點的相關信息,并實現遠程控制。圖l示意性地給出了以物聯網網關構建的物聯網典型拓撲。

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功能

廣泛的接入能力

用于近程通信的技術標準很多,僅常見的WSNs技術就包括Lonworks、ZigBee、 6LowPAN、RUBEE等。各類技術主要針對某一應用展開,之間缺乏兼容性和體系規劃。國內、外已經在展開針對物聯網網關進行標準化工作,如3GPP、傳感器工作組,實現各種通信技術標準的互聯互通。

可管理能力

強大的管理能力,對于任何大型網絡都是必不可少的。首先要對網關進行管理,如注冊管理、權限管理、狀態監管等。網關實現子網內的節點管理,如獲取節點的標識、狀態、屬性、能量等,以及遠程實現喚醒、控制、診斷、升級和維護等。由于子網的技術標準不同,協議的復雜性不同,所以網關具有的管理性能力不同。提出基于模塊化物聯網網關方式來管理不同的感知網絡、不同的應用,保證能夠使用統一的管理接口技術對末梢網絡節點進行統一管理。

協議轉換能力

從不同的感知網絡到接入網絡的協議轉換、將下層的標準格式的數據統一封裝、保證不同的感知網絡的協議能夠變成統一的數據和信令;將上層下發的數據包解析成感知層協議可以識別的信令和控制指令

 簡單來說,物聯網網關是一臺智能計算機,作為管理所有連接物聯網設備、傳感器和執行器的中央集線器。術語網關是不言自明的,為了輕松理解網關的概念,它充當入口,聚合、處理和過濾各種物聯網設備發送的所有數據和信息,然后再發送到云端。

更先進的物聯網網關能夠執行復雜的邊緣計算應用程序,例如人工智能。在這種情況下,物聯網網關在邊緣處理大部分數據,并且能夠在邊緣運行實時決策,而無需云的任何幫助。

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物聯網網關如何工作?

物聯網網關充當不同類型物聯網設備之間的橋梁,并將它們連接到中央數據系統甚至云。從邊緣、網關傳輸到外部網絡(如云)的數據物流涉及聚合、匯總和同步數據。物聯網設備使用 Zigbee、Z-wave 和藍牙 LE 等短距離無線技術與物聯網網關通信。一些物聯網設備還使用 LoRa、WiFi、LTE 和 LTE-M 等遠程無線技術與物聯網網關進行通信。然后,物聯網網關通過光纖 WAN 或以太網 LAN 將一系列傳感器連接到廣域網 (WAN) 或云。

此外,在物聯網生態系統中,可能有成百上千個具有不同協議和接口的物聯網設備、傳感器和執行器。每秒生成的無數 IoT 數據造成了云的過載。物聯網網關還會過濾收集的數據并將其轉換為單一標準協議,以便數據可以在云端輕松處理并傳遞到邊緣以進行更高效的計算。物聯網網關轉換的一些常見協議是 AMQP、DDS、CoAP、MQTT 和 WebSocket。

此外,智能物聯網網關能夠管理邊緣工作負載,無需連接到云即可執行決策。例如,用于運輸冷藏食品的車載應用。當存儲內的傳感器指示溫度升高時, 物聯網網關可以自動控制執行器將溫度降低到理想點,以防止貨物損壞。 物聯網網關能夠同時監控的應用程序的不同方面,諸如光,空氣質量,安全系統,等等。因此,物聯網網關的一個主要好處是它能夠發送摘要 的數據到外部網絡進行額外的處理和分析。

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