物聯(lián)網(wǎng)掃盲篇——物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)項目中扮演著怎樣的角色？什么情況下的物聯(lián)網(wǎng)項目里，才需要物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)呢？這篇文章里，作者嘗試從物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的作用、種類和選擇等維度做了拆解分析，一起來看看，或許可以幫你了解物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)所真正扮演的“角色”。

在物聯(lián)網(wǎng)項目中，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)作為一個關(guān)鍵組件經(jīng)常被提及。那么，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)究竟扮演著怎樣的角色？它具備哪些核心功能？同時，我們也注意到，并非所有物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都需要網(wǎng)關(guān)。那么，我們究竟在何種情況下需要物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)呢？

首先，什么是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)？

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)類似我們常見的路由器，具有網(wǎng)絡(luò)接入能力，但是功能比較簡單，通訊速率要求不高，看重移動網(wǎng)絡(luò)接入能力一般只是做數(shù)據(jù)透傳使用，將物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器上，做進(jìn)一步分析和處理網(wǎng)關(guān)是物聯(lián)網(wǎng)非常重要的組件，是傳感層與網(wǎng)絡(luò)層連接的紐帶。

一、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)扮演的角色

聊到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，必須先要了解網(wǎng)關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。

其實物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)之前也有講到過，主要由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層構(gòu)成。 感知層可以主要由基礎(chǔ)芯片、執(zhí)行器、傳感器等組成。

傳感器根據(jù)根據(jù)應(yīng)用場景，功能非常豐富。如我之前做的項目，主要是環(huán)保類的。包含了溫濕度，壓力，S02濃度、粉塵濃度、流量、O2含量等等，針對不同的項目需求可以配置不同的傳感器。

傳感器收集的數(shù)據(jù)通常需要傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)平臺以進(jìn)行深度的大數(shù)據(jù)分析和可視化展示。在實際操作中，根據(jù)項目需求與用戶網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，數(shù)據(jù)可以通過4G/5G、WIFI或局域網(wǎng)等多種方式上傳至物聯(lián)網(wǎng)平臺。

然而，若每個傳感器都配置4G/5G或WIFI功能，成本會相對較高。為了降低成本，在特定項目中，可能會選擇有線連接或采用LORA、Zigbee等無線技術(shù)來滿足區(qū)域內(nèi)傳感器的部署需求，并最終將數(shù)據(jù)傳輸至平臺。

在這一背景下，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備發(fā)揮著關(guān)鍵作用。以智能家居為例，我們可能會部署煙感、溫濕度傳感器、人體雷達(dá)和門禁報警等多種設(shè)備。這些設(shè)備可以利用Zigbee等無線傳輸技術(shù)在房屋內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通過一個Zigbee網(wǎng)關(guān)進(jìn)行集中管理和匯聚。隨后，網(wǎng)關(guān)再通過WIFI或有線網(wǎng)口與外部網(wǎng)絡(luò)連接，將收集到的數(shù)據(jù)傳輸至物聯(lián)網(wǎng)平臺，以便進(jìn)行進(jìn)一步的分析和應(yīng)用。這種方式不僅降低了成本，還提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃浴?/p>

二、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的作用

2）數(shù)據(jù)聚合和處理

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以收集來自多個設(shè)備和傳感器的數(shù)據(jù)，進(jìn)行聚合和處理。這有助于減少數(shù)據(jù)傳輸量，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)使用，并在本地對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理和分析，降低云端處理的負(fù)擔(dān)。

3）本地決策和響應(yīng)

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)不僅扮演著數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與統(tǒng)一處理的關(guān)鍵角色，更具備在本地執(zhí)行決策的能力。這意味著，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以根據(jù)實時設(shè)備狀態(tài)和傳感器數(shù)據(jù)，迅速作出相應(yīng)的措施，而無需等待云端的指令。這種本地決策執(zhí)行的特性不僅大幅提升了響應(yīng)速度，還顯著降低了對云服務(wù)的依賴，增強了系統(tǒng)的可靠性和自主性。在智能家居、工業(yè)自動化等場景中，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的這一功能尤為關(guān)鍵，它確保了系統(tǒng)在各種情況下的快速響應(yīng)和穩(wěn)定運行。

4）存儲能力

網(wǎng)關(guān)中需要存儲的信息分為兩部分。

既然涉及到數(shù)據(jù)的存儲與傳輸，那么不得不提的就是數(shù)據(jù)安全的問題。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)需要做好以下的數(shù)據(jù)安全方面的事情：

其他基礎(chǔ)能力：網(wǎng)關(guān)還需要提供其他的配置管理的基礎(chǔ)能力，包括但不限于設(shè)備管理、配置管理、在線升級等功能。

以上的這些是網(wǎng)關(guān)的傳統(tǒng)功能。但是在現(xiàn)在這個”智能“時代，我們越來越看重設(shè)備的智能性，因此一個趨勢就是越來越強調(diào)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)分析處理的能力。這個也就是我們經(jīng)常聽到的”邊緣計算“。

我們知道，物聯(lián)網(wǎng)的一大特性就是海量的接入設(shè)備。這就導(dǎo)致海量的數(shù)據(jù)涌入云平臺。一方面這些數(shù)據(jù)會占用大量的網(wǎng)絡(luò)帶寬，另一方面對云平臺的計算能力提出了很大的挑戰(zhàn)。

另外，有一些原始數(shù)據(jù)是比較私密或敏感的，比如家庭攝像頭拍攝的影像數(shù)據(jù)、工業(yè)場景中的一些數(shù)據(jù)。我們不希望這些原始數(shù)據(jù)被上傳到云平臺。

因此，目前的物聯(lián)網(wǎng)中，在逐步嘗試將原本在云平臺上的計算任務(wù)，放到靠近數(shù)據(jù)原產(chǎn)地的設(shè)備上完成。這個過程稱為將計算能力下沉到邊緣設(shè)備，也稱為邊緣計算。

但是，很大物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備由于計算能力、能耗等的限制，是無法承擔(dān)這些任務(wù)的，因此一個最輕量的解決方案就是在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中完成這些計算任務(wù)。

整個邊緣計算的實現(xiàn)，還是基于分層的思路。在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)中，完成初步的數(shù)據(jù)處理，或者需要快速響應(yīng)的計算任務(wù)。云平臺則負(fù)責(zé)大規(guī)模數(shù)據(jù)和復(fù)雜計算的任務(wù)，以及整體的協(xié)調(diào)控制。

三、網(wǎng)關(guān)的種類及選擇

第1種，數(shù)據(jù)透傳網(wǎng)關(guān)，簡稱DTU，僅支持?jǐn)?shù)據(jù)透傳功能，有一路或兩路串口，可以直接應(yīng)用于大部分的物聯(lián)網(wǎng)場景，不過數(shù)據(jù)采集和自動控制都在服務(wù)器上實現(xiàn)，對服務(wù)器壓力較大，適合單一或小型項目，并發(fā)量上不去。

第2種，數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，自帶協(xié)議庫，支持常見工業(yè)設(shè)備主要應(yīng)用在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)場景，可以采集PLC，DCS等設(shè)備

第3種，邊緣計算網(wǎng)關(guān)，CPU和內(nèi)存比較大，使用Linux操作系統(tǒng)，支持二次開發(fā)，要求使用者有一定的軟件開發(fā)能力。

那么我們該如何選擇物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)呢？

個人的經(jīng)驗：

1）先看功能，看功能是否滿足你現(xiàn)有業(yè)務(wù)應(yīng)用場景。

目前現(xiàn)在大部分的物聯(lián)網(wǎng)項目還是數(shù)據(jù)透傳模式，只需要透傳功能，那么我們使用普通的DTU就行。如果設(shè)備比較多，并發(fā)量大，那么我們就需要有數(shù)據(jù)解析功能的網(wǎng)關(guān)，這樣服務(wù)器只需要存儲數(shù)據(jù)，壓力會小很多。如果需要在現(xiàn)場做實時的自動控制，或者實現(xiàn)更高級的功能，那么我們就只能使用邊緣計算網(wǎng)關(guān)了

2）看價格，現(xiàn)在的網(wǎng)關(guān)價格大多在800-2000不等，DTU則更加的便宜。具體對比可以通過某寶或者百度進(jìn)行篩選對比一下

小結(jié)

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的作用就是設(shè)備和云平臺之間的橋梁。我們可以把互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)放在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（例如WiFi，4G）比較好的環(huán)境中。其他的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備則采用LoRa等通信計算連接到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)上，從而間接地實現(xiàn)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)。

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主要具備四種能力：

協(xié)議轉(zhuǎn)換和標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)聚合和處理、本地決策和響應(yīng)、存儲能力。

選取物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主要是先看功能再看價格。

目前的物聯(lián)網(wǎng)中，在逐步嘗試將原本在云平臺上的計算任務(wù)，放到靠近數(shù)據(jù)原產(chǎn)地的設(shè)備上完成。這個過程稱為將計算能力下沉到邊緣設(shè)備，也稱為邊緣計算。

邊緣計算的能力，對網(wǎng)關(guān)提出了新的要求…

本文由 @jerry潮 原創(chuàng)發(fā)布于人人都是產(chǎn)品經(jīng)理，未經(jīng)作者許可，禁止轉(zhuǎn)載。

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淺談什么是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)？它的作用及應(yīng)用場景？ —安科瑞 顧城

廣域網(wǎng)（WAN，Wide Area Network）通?？缃雍艽蟮奈锢矸秶阉?，所覆蓋的范圍從幾十公里到幾千公里，它能連接多個城市或國家，或橫跨幾個洲并能提供遠(yuǎn)距離通信，形成國際性的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。

廣域網(wǎng)特點：

1.分布范圍廣。

2.數(shù)據(jù)傳輸率低。

3.數(shù)據(jù)傳輸可靠性隨著傳輸介質(zhì)的不同而不同。

4.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜。

廣域網(wǎng)（WAN，Wide Area Network）通?？缃雍艽蟮奈锢矸秶阉鳎采w的范圍從幾十公里到幾千公里，它能連接多個城市或國家，或橫跨幾個洲并能提供遠(yuǎn)距離通信，形成國際性的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。

廣域網(wǎng)特點：

1.分布范圍廣。

2.數(shù)據(jù)傳輸率低。

3.數(shù)據(jù)傳輸可靠性隨著傳輸介質(zhì)的不同而不同。

4.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜。

寬帶主要分為專線和家庭寬帶兩種，一般來說，企業(yè)的服務(wù)器以及云服務(wù)提供商則通常用的是專線寬帶，而一般普通家庭接入的是家庭寬帶。

專線網(wǎng)絡(luò)是指依托國內(nèi)骨干網(wǎng)及寬帶城域網(wǎng)資源，提供專線接入方式，滿足企業(yè)集團客戶接入Internet地市互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、開展各種應(yīng)用的業(yè)務(wù)。

專線特點：

1.專線專線，費用高，上下行速度一致。

2.專線是針對企業(yè)的服務(wù)，家庭寬帶是針對家庭用戶的。

3.專線，獨享帶寬，連接數(shù)無限制。使用固定的公網(wǎng)IP地址。

智能網(wǎng)關(guān)主要功能

1.能夠同時采集不同廠家不同協(xié)議的終端設(shè)備

2.能夠?qū)Σ杉臄?shù)據(jù)進(jìn)行可配置的計算處理

3.能夠在不同硬件接口中互相轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)

4.能夠同時使用多個協(xié)議與多個平臺交互信息

5.能夠?qū)崟r監(jiān)控終端設(shè)備的運行及主動報警

智能網(wǎng)關(guān)主要功能--終端設(shè)備與系統(tǒng)平臺間的數(shù)據(jù)交互橋梁

1.數(shù)據(jù)采集（支持串口、以太網(wǎng)，只需配置即可兼容支持標(biāo)準(zhǔn)電力規(guī)約的各類儀表）

2.數(shù)據(jù)上傳（支持往上海分類分項能耗平臺、寧夏電力需求側(cè)平臺、江蘇電力運維平臺、浙江電力運維平臺上傳數(shù)據(jù)）

3.邊緣計算（靈活的報警閾值設(shè)置、主動上傳報警信息、數(shù)據(jù)合并計算、斷點續(xù)傳、數(shù)據(jù)加密、4G路由）

4.遠(yuǎn)程管理（遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級、遠(yuǎn)程監(jiān)視）

網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品

Anet系列網(wǎng)關(guān)

ANet智能通信管理機是一款采用嵌入式硬件計算機平臺，具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網(wǎng)絡(luò)接口，用于將一個目標(biāo)區(qū)域內(nèi)所有的智能監(jiān)控/保護(hù)裝置的通信數(shù)據(jù)整理匯總后，實時上傳主站系統(tǒng)，完成遙信、遙測等能源數(shù)據(jù)采集功能。

同時，ANet智能通信管理機支持接收上級主站系統(tǒng)下達(dá)的命令，并轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的智能系列單元，完成對廠站內(nèi)各開關(guān)設(shè)備的分、合閘遠(yuǎn)方控制或裝置的參數(shù)整定，實現(xiàn)遙控和遙調(diào)功能，以達(dá)到遠(yuǎn)動輸出調(diào)度命令的目標(biāo)。

產(chǎn)品特點：

1）模塊化可靈活擴展

2）8 路無源干接點開關(guān)量采集，可實時采集儀表、門禁、水浸、煙感等開關(guān)量信息

3）1 個主 Lora 選配內(nèi)嵌模塊可無線采集 32 個從 Lora 儀表，免于布線實現(xiàn)快速部署

4）可擴展 1 個 4G 全網(wǎng)通無線模塊，提供 4G 上傳及 4G 無線路由功能

5）可擴展 3 個 485 串口模塊，每個串口模塊提供 4 個RS485 串行接口

6） 可擴展 1 個 USB 無線網(wǎng)卡，支持接入 wifi 無線網(wǎng)絡(luò)，可支持 wifi 儀表的數(shù)據(jù)采集或 wifi 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)上傳

7） 支持掉電后運行 5 秒以上時間，并支持運維等協(xié)議的掉電報警需求

8）所有擴展模塊都可單獨采購，更能方便現(xiàn)場環(huán)境改造及業(yè)務(wù)擴容，節(jié)省成本

組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

相關(guān)問答

雖然物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和路由器是非常相似的,但物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和路由器的工作是作為連接不同類型的設(shè)備和通信技術(shù)的橋梁。本地設(shè)備和技術(shù)具有不同的接口,由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換,以適...

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[回答]投幣機,投幣機改造的掃碼機,品牌很多,比較便宜的有低檔的有某翔,某天,某玖,高檔的物聯(lián)網(wǎng)掃碼智能機有云易充,國電新瑞。艾龍科技本著“以市場為導(dǎo)...

[回答]其實我可以給你推薦一個好的,不過具體情況您要自己了解,就是那個天拓四方公司,聽很多朋友說起過,說他們的5g智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)挺不錯。您可以網(wǎng)上查一...

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[回答]網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計算機系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言,甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間,網(wǎng)關(guān)是一個翻譯器。與網(wǎng)...