工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關解決方案
發(fā)布日期：2019-11-26 15:40 瀏覽次數(shù)：
物聯(lián)網(wǎng)是通過智能感知、射頻識別技術與普適計算、泛在網(wǎng)絡的融合應用，被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)的主要目的在于使具有射頻技術、紅外傳感技術或其他具有感知能力的新型傳感設備，能夠無縫的融入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)相互之間的信息交換，和進一步的智能識別、監(jiān)控管理。
在物聯(lián)網(wǎng)的信息感知領域中，由于無線傳感網(wǎng)絡技術的應用場景具有特殊性，其一般應用于局部區(qū)域內(nèi)，網(wǎng)與網(wǎng)之間本身無法通信，也不適合于實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)傳輸，這使得傳感設備節(jié)點形成了一個個信息孤島，無法實現(xiàn)真正的全面互聯(lián)互通、協(xié)同感知。此外，物聯(lián)網(wǎng)應用中的感知技術種類繁多，采用不同的通信協(xié)議，根本無法實現(xiàn)互聯(lián)互通。
康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關
康卓
KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關，作為一個新的名詞，在未來的物聯(lián)網(wǎng)時代將會扮演非常重要的角色，它將成為連接無線傳感網(wǎng)絡與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡的紐帶，完成無線傳感網(wǎng)絡、傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡以及其它不同類型網(wǎng)絡之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)局域和廣域的數(shù)據(jù)互聯(lián)。此外物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關還需要具備設備管理功能，運營商通過物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關設備可以管理底層的各感知節(jié)點，了解各節(jié)點的相關信息，并實現(xiàn)遠程控制。
從功能上講，物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關主要實現(xiàn)以下三個功能：
感知網(wǎng)絡接入的能力
康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關具有對各節(jié)點屬性、狀態(tài)等信息的獲取功能，即可以感知各節(jié)點的實時狀態(tài)。其次是具有對節(jié)點的遠程控制、喚醒、診斷等功能，即實現(xiàn)節(jié)點的自動化管理。
異構(gòu)網(wǎng)絡互通的能力
康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關擁有完善的尋址技術，以確保所有節(jié)點的信息都能被準確、高效、安全地進行定位和查詢。隨著物聯(lián)網(wǎng)應用的發(fā)展，節(jié)點地址的數(shù)量會逐漸增大，且其編碼結(jié)構(gòu)與 DNS中的域名結(jié)構(gòu)不同，因此需要有一套與互聯(lián)網(wǎng)不同的尋址技術以滿足需求。
通訊與數(shù)據(jù)格式標準化
康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關實現(xiàn)傳感網(wǎng)絡到傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡的協(xié)議轉(zhuǎn)換，將協(xié)議適配層上傳輸?shù)臉藴矢袷綌?shù)據(jù)進行統(tǒng)一封裝，將廣域接入層下發(fā)的數(shù)據(jù)解包成標準格式數(shù)據(jù)，實現(xiàn)命令的解析，之后轉(zhuǎn)換為感知層協(xié)議可以識別的信號和控制指令。
簡單地講，康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關具有：首先，是收集傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)；其次，執(zhí)行數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換；較后，將協(xié)議轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)快速有效的發(fā)送到公共網(wǎng)絡。除此以外，康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關還具有相應的管理和控制能力。
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能網(wǎng)關技術
1、感知網(wǎng)絡接入
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關需要具有感知網(wǎng)絡接入的能力。感知網(wǎng)絡主要由功能各異的傳感器網(wǎng)絡構(gòu)成，這些傳感器設備主要包括攝像頭、讀卡器、標簽、聲敏傳感器、壓敏傳感器、溫敏傳感器等。獲取這些傳感器感知信息的方式可謂是千差萬別，至今沒有統(tǒng)一的標準，主要的接入方式可分為有線接入和無線接入。主流的有線接入方式包括 CAN、RS232/485、Ethernet等, CAN 多用于汽車計算機控制系統(tǒng)中，RS232/485 主要用于一些較老的設備控制和低速率數(shù)據(jù)傳輸，Ethernet 對于遠距離、大信息量的傳感器數(shù)據(jù)傳輸是非?？煽坑行У摹?/div>
主流的無線接入方式包括 Zigbee、Bluetooth、IrDA、Wi-Fi，它們都屬于近程通信的范疇。Zigbee 具有功耗低、組網(wǎng)靈活等特點，該技術一般用作低速率短距離無線傳輸和控制。Bluetooth 主要用于對于實時性較高的系統(tǒng)中，如鼠標、鍵盤、耳機等。IrDA 利用紅外線進行點到點的傳輸，紅外傳輸設備的特點是體積小、功耗低、成本低等，由于紅外線傳輸只能是點對點的無遮擋傳輸，所以在一定程度上將受到應用環(huán)境的限制。
Wi-Fi 作為推進速度較快的無線接入技術已經(jīng)歷了十幾個版本的迭代，現(xiàn)在已廣泛的應用于與手機、筆記本電腦以及各類智能產(chǎn)品中，具有布網(wǎng)簡單、覆蓋范圍廣、傳輸速率快的優(yōu)點，但是wifi同樣也有功耗較高和協(xié)議復雜等缺點。
2、異構(gòu)網(wǎng)絡互通
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關需要具有異構(gòu)網(wǎng)絡互通的能力。由于不同的傳感器網(wǎng)絡對感知信息采用不同的協(xié)議封裝，這將導致網(wǎng)絡間數(shù)據(jù)的軟隔離，一方面，物理上已相互連的接感知網(wǎng)絡之間無法完成通信，另一方面，感知網(wǎng)絡無法與核心交換網(wǎng)絡完成通信進而感知數(shù)據(jù)無法被遠程訪問，因此需要設置協(xié)議網(wǎng)關來解決此問題。
在傳統(tǒng)的利用 RS-232/485 通信傳感器網(wǎng)絡中，總線標準和協(xié)議較多，比較通用的是 Modbus協(xié)議、Profibus 協(xié)議、Interbus 協(xié)議，其中 Modbus 協(xié)議被廣泛用在智能交通、智能農(nóng)業(yè)、智能建筑中。
由于 Internet 以及由 Ethernet 和 Wi-Fi接入的傳感器網(wǎng)絡都是基于 TCP/IP 協(xié)議棧，若遠程用戶需要對采用 Modbus 協(xié)議的設備進行訪問和控制，則必須對 Modbus 報文按照 TCP/IP 協(xié)議進行應用層封裝或協(xié)議轉(zhuǎn)換。
此外，由于 IPv4 地址已日近枯竭，新一代的 IPv6 協(xié)議將逐步取代 IPv4 協(xié)議，而 IPv4 向IPv6 過渡的階段是一個長期的過程，在這個階段中，IPv4 網(wǎng)絡將和 IPv6 網(wǎng)絡處于共存狀態(tài)，因此物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關需要解決 IPv4 網(wǎng)絡與IPv6 網(wǎng)絡的互通問題。
3、通訊與數(shù)據(jù)格式標準化
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關需要具有監(jiān)測控制管理的能力和兼容新節(jié)點接入的能力。這里的監(jiān)測控制管理，包括對接入傳感器狀態(tài)和感知信息的集中監(jiān)測、對傳感器和網(wǎng)關自身的控制、管理。一方面，網(wǎng)關中的各功能模塊要做到可以靈活控制，配置方式要做到簡單、多種方式、人機友好，另一方面既能通過本地網(wǎng)絡、串口進行控制，又能遠程跨網(wǎng)段進行集中管理。
此外不同的物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點種類非常豐富。監(jiān)測控制管理的內(nèi)容不僅包括對網(wǎng)關節(jié)點自身的狀態(tài)和功能，還要包括對接入傳感器網(wǎng)絡的狀態(tài)和信息。為了實現(xiàn)這些功能，就必須要讓所有的智能網(wǎng)關節(jié)點使用標準化的通信方式，才能使整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有高可維護性。
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