工业物联网智能网关解决方案

发布日期：2019-11-26 15:40 浏览次数：

物联网是通过智能感知、射频识别技术与普适计算、泛在网络的融合应用，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网的主要目的在于使具有射频技术、红外传感技术或其他具有感知能力的新型传感设备，能够无缝的融入互联网，实现相互之间的信息交换，和进一步的智能识别、监控管理。

在物联网的信息感知领域中，由于无线传感网络技术的应用场景具有特殊性，其一般应用于局部区域内，网与网之间本身无法通信，也不适合于实现远程的数据传输，这使得传感设备节点形成了一个个信息孤岛，无法实现真正的全面互联互通、协同感知。此外，物联网应用中的感知技术种类繁多，采用不同的通信协议，根本无法实现互联互通。

康卓KZ-601RM物联网智能网关

康卓KZ-601RM物联网智能网关，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，它将成为连接无线传感网络与传统通信网络的纽带，完成无线传感网络、传统通信网络以及其它不同类型网络之间的协议转换，实现局域和广域的数据互联。此外物联网网关还需要具备设备管理功能，运营商通过物联网智能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。

从功能上讲，物联网智能网关主要实现以下三个功能：

感知网络接入的能力

康卓KZ-601RM物联网智能网关具有对各节点属性、状态等信息的获取功能，即可以感知各节点的实时状态。其次是具有对节点的远程控制、唤醒、诊断等功能，即实现节点的自动化管理。

异构网络互通的能力

康卓KZ-601RM物联网智能网关拥有完善的寻址技术，以确保所有节点的信息都能被准确、高效、安全地进行定位和查询。随着物联网应用的发展，节点地址的数量会逐渐增大，且其编码结构与 DNS中的域名结构不同，因此需要有一套与互联网不同的寻址技术以满足需求。

通讯与数据格式标准化

康卓KZ-601RM物联网智能网关实现传感网络到传统通信网络的协议转换，将协议适配层上传输的标准格式数据进行统一封装，将广域接入层下发的数据解包成标准格式数据，实现命令的解析，之后转换为感知层协议可以识别的信号和控制指令。

简单地讲，康卓KZ-601RM物联网智能网关具有：首先，是收集传感器节点的数据；其次，执行数据协议转换；较后，将协议转换后的数据快速有效的发送到公共网络。除此以外，康卓KZ-601RM物联网智能网关还具有相应的管理和控制能力。

工业物联网的智能网关技术

1、感知网络接入

物联网智能网关需要具有感知网络接入的能力。感知网络主要由功能各异的传感器网络构成，这些传感器设备主要包括摄像头、读卡器、标签、声敏传感器、压敏传感器、温敏传感器等。获取这些传感器感知信息的方式可谓是千差万别，至今没有统一的标准，主要的接入方式可分为有线接入和无线接入。主流的有线接入方式包括 CAN、RS232/485、Ethernet等, CAN 多用于汽车计算机控制系统中，RS232/485 主要用于一些较老的设备控制和低速率数据传输，Ethernet 对于远距离、大信息量的传感器数据传输是非常可靠有效的。

主流的无线接入方式包括 Zigbee、Bluetooth、IrDA、Wi-Fi，它们都属于近程通信的范畴。Zigbee 具有功耗低、组网灵活等特点，该技术一般用作低速率短距离无线传输和控制。Bluetooth 主要用于对于实时性较高的系统中，如鼠标、键盘、耳机等。IrDA 利用红外线进行点到点的传输，红外传输设备的特点是体积小、功耗低、成本低等，由于红外线传输只能是点对点的无遮挡传输，所以在一定程度上将受到应用环境的限制。

Wi-Fi 作为推进速度较快的无线接入技术已经历了十几个版本的迭代，现在已广泛的应用于与手机、笔记本电脑以及各类智能产品中，具有布网简单、覆盖范围广、传输速率快的优点，但是wifi同样也有功耗较高和协议复杂等缺点。

2、异构网络互通

物联网智能网关需要具有异构网络互通的能力。由于不同的传感器网络对感知信息采用不同的协议封装，这将导致网络间数据的软隔离，一方面，物理上已相互连的接感知网络之间无法完成通信，另一方面，感知网络无法与核心交换网络完成通信进而感知数据无法被远程访问，因此需要设置协议网关来解决此问题。

在传统的利用 RS-232/485 通信传感器网络中，总线标准和协议较多，比较通用的是 Modbus协议、Profibus 协议、Interbus 协议，其中 Modbus 协议被广泛用在智能交通、智能农业、智能建筑中。

由于 Internet 以及由 Ethernet 和 Wi-Fi接入的传感器网络都是基于 TCP/IP 协议栈，若远程用户需要对采用 Modbus 协议的设备进行访问和控制，则必须对 Modbus 报文按照 TCP/IP 协议进行应用层封装或协议转换。

此外，由于 IPv4 地址已日近枯竭，新一代的 IPv6 协议将逐步取代 IPv4 协议，而 IPv4 向IPv6 过渡的阶段是一个长期的过程，在这个阶段中，IPv4 网络将和 IPv6 网络处于共存状态，因此物联网网关需要解决 IPv4 网络与IPv6 网络的互通问题。

3、通讯与数据格式标准化

物联网智能网关需要具有监测控制管理的能力和兼容新节点接入的能力。这里的监测控制管理，包括对接入传感器状态和感知信息的集中监测、对传感器和网关自身的控制、管理。一方面，网关中的各功能模块要做到可以灵活控制，配置方式要做到简单、多种方式、人机友好，另一方面既能通过本地网络、串口进行控制，又能远程跨网段进行集中管理。

此外不同的物联网的节点种类非常丰富。监测控制管理的内容不仅包括对网关节点自身的状态和功能，还要包括对接入传感器网络的状态和信息。为了实现这些功能，就必须要让所有的智能网关节点使用标准化的通信方式，才能使整个物联网系统具有高可维护性。

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