物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)如何工作？

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)充當(dāng)不同類型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的橋梁，并將它們連接到中央數(shù)據(jù)系統(tǒng)甚至云。從邊緣、網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)酵獠烤W(wǎng)絡(luò)（如云）的數(shù)據(jù)物流涉及聚合、匯總和同步數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，作為一個(gè)新的名詞，在未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代將會(huì)扮演非常重要的角色，它將成為連接感知網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的紐帶。作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)絡(luò)，以及不同類型感知網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換．既可以實(shí)現(xiàn)廣域互聯(lián)．也可以實(shí)現(xiàn)局域互聯(lián)。此外物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還需要具備設(shè)備管理功能，運(yùn)營(yíng)商通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以管理底層的各感知節(jié)點(diǎn)，了解各節(jié)點(diǎn)的相關(guān)信息，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。圖l示意性地給出了以物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)典型拓?fù)洹?/span>

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功能

廣泛的接入能力

用于近程通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)很多，僅常見(jiàn)的WSNs技術(shù)就包括Lonworks、ZigBee、 6LowPAN、RUBEE等。各類技術(shù)主要針對(duì)某一應(yīng)用展開(kāi)，之間缺乏兼容性和體系規(guī)劃。國(guó)內(nèi)、外已經(jīng)在展開(kāi)針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作，如3GPP、傳感器工作組，實(shí)現(xiàn)各種通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)互通。

可管理能力

強(qiáng)大的管理能力，對(duì)于任何大型網(wǎng)絡(luò)都是必不可少的。首先要對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行管理，如注冊(cè)管理、權(quán)限管理、狀態(tài)監(jiān)管等。網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的管理，如獲取節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、狀態(tài)、屬性、能量等，以及遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)喚醒、控制、診斷、升級(jí)和維護(hù)等。由于子網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，協(xié)議的復(fù)雜性不同，所以網(wǎng)關(guān)具有的管理性能力不同。提出基于模塊化物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)方式來(lái)管理不同的感知網(wǎng)絡(luò)、不同的應(yīng)用，保證能夠使用統(tǒng)一的管理接口技術(shù)對(duì)末梢網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

協(xié)議轉(zhuǎn)換能力

從不同的感知網(wǎng)絡(luò)到接入網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換、將下層的標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)統(tǒng)一封裝、保證不同的感知網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議能夠變成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和信令；將上層下發(fā)的數(shù)據(jù)包解析成感知層協(xié)議可以識(shí)別的信令和控制指令

 簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是一臺(tái)智能計(jì)算機(jī)，作為管理所有連接物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器的中央集線器。術(shù)語(yǔ)網(wǎng)關(guān)是不言自明的，為了輕松理解網(wǎng)關(guān)的概念，它充當(dāng)入口，聚合、處理和過(guò)濾各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)送的所有數(shù)據(jù)和信息，然后再發(fā)送到云端。

更先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)能夠執(zhí)行復(fù)雜的邊緣計(jì)算應(yīng)用程序，例如人工智能。在這種情況下，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在邊緣處理大部分?jǐn)?shù)據(jù)，并且能夠在邊緣運(yùn)行實(shí)時(shí)決策，而無(wú)需云的任何幫助。

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物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)如何工作？

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)充當(dāng)不同類型物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的橋梁，并將它們連接到中央數(shù)據(jù)系統(tǒng)甚至云。從邊緣、網(wǎng)關(guān)傳輸?shù)酵獠烤W(wǎng)絡(luò)（如云）的數(shù)據(jù)物流涉及聚合、匯總和同步數(shù)據(jù)。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備使用 Zigbee、Z-wave 和藍(lán)牙 LE 等短距離無(wú)線技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通信。一些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備還使用 LoRa、WiFi、LTE 和 LTE-M 等遠(yuǎn)程無(wú)線技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通信。然后，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過(guò)光纖 WAN 或以太網(wǎng) LAN 將一系列傳感器連接到廣域網(wǎng) (WAN) 或云。

此外，在物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)中，可能有成百上千個(gè)具有不同協(xié)議和接口的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、傳感器和執(zhí)行器。每秒生成的無(wú)數(shù) IoT 數(shù)據(jù)造成了云的過(guò)載。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還會(huì)過(guò)濾收集的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為單一標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，以便數(shù)據(jù)可以在云端輕松處理并傳遞到邊緣以進(jìn)行更高效的計(jì)算。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)換的一些常見(jiàn)協(xié)議是 AMQP、DDS、CoAP、MQTT 和 WebSocket。

此外，智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)能夠管理邊緣工作負(fù)載，無(wú)需連接到云即可執(zhí)行決策。例如，用于運(yùn)輸冷藏食品的車載應(yīng)用。當(dāng)存儲(chǔ)內(nèi)的傳感器指示溫度升高時(shí)， 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以自動(dòng)控制執(zhí)行器將溫度降低到理想點(diǎn)，以防止貨物損壞。 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)能夠同時(shí)監(jiān)控的應(yīng)用程序的不同方面，諸如光，空氣質(zhì)量，安全系統(tǒng)，等等。因此，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的一個(gè)主要好處是它能夠發(fā)送摘要 的數(shù)據(jù)到外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行額外的處理和分析。