工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)解決方案
發(fā)布日期：2019-11-26 15:40 瀏覽次數：
物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)智能感知、射頻識別技術(shù)與普適計算、泛在網(wǎng)絡(luò )的融合應用，被稱(chēng)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(shù)、紅外傳感技術(shù)或其他具有感知能力的新型傳感設備，能夠無(wú)縫的融入互聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現相互之間的信息交換，和進(jìn)一步的智能識別、監控管理。
在物聯(lián)網(wǎng)的信息感知領(lǐng)域中，由于無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的應用場(chǎng)景具有特殊性，其一般應用于局部區域內，網(wǎng)與網(wǎng)之間本身無(wú)法通信，也不適合于實(shí)現遠程的數據傳輸，這使得傳感設備節點(diǎn)形成了一個(gè)個(gè)信息孤島，無(wú)法實(shí)現真正的全面互聯(lián)互通、協(xié)同感知。此外，物聯(lián)網(wǎng)應用中的感知技術(shù)種類(lèi)繁多，采用不同的通信協(xié)議，根本無(wú)法實(shí)現互聯(lián)互通。
康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)
康卓
KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(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，它將成為連接無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )與傳統通信網(wǎng)絡(luò )的紐帶，完成無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )、傳統通信網(wǎng)絡(luò )以及其它不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò )之間的協(xié)議轉換，實(shí)現局域和廣域的數據互聯(lián)。此外物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還需要具備設備管理功能，運營(yíng)商通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)設備可以管理底層的各感知節點(diǎn)，了解各節點(diǎn)的相關(guān)信息，并實(shí)現遠程控制。
從功能上講，物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)主要實(shí)現以下三個(gè)功能：
感知網(wǎng)絡(luò )接入的能力
康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)具有對各節點(diǎn)屬性、狀態(tài)等信息的獲取功能，即可以感知各節點(diǎn)的實(shí)時(shí)狀態(tài)。其次是具有對節點(diǎn)的遠程控制、喚醒、診斷等功能，即實(shí)現節點(diǎn)的自動(dòng)化管理。
異構網(wǎng)絡(luò )互通的能力
康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)擁有完善的尋址技術(shù)，以確保所有節點(diǎn)的信息都能被準確、高效、安全地進(jìn)行定位和查詢(xún)。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)應用的發(fā)展，節點(diǎn)地址的數量會(huì )逐漸增大，且其編碼結構與 DNS中的域名結構不同，因此需要有一套與互聯(lián)網(wǎng)不同的尋址技術(shù)以滿(mǎn)足需求。
通訊與數據格式標準化
康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)實(shí)現傳感網(wǎng)絡(luò )到傳統通信網(wǎng)絡(luò )的協(xié)議轉換，將協(xié)議適配層上傳輸的標準格式數據進(jìn)行統一封裝，將廣域接入層下發(fā)的數據解包成標準格式數據，實(shí)現命令的解析，之后轉換為感知層協(xié)議可以識別的信號和控制指令。
簡(jiǎn)單地講，康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)具有：首先，是收集傳感器節點(diǎn)的數據；其次，執行數據協(xié)議轉換；較后，將協(xié)議轉換后的數據快速有效的發(fā)送到公共網(wǎng)絡(luò )。除此以外，康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)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(guān)技術(shù)
1、感知網(wǎng)絡(luò )接入
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)需要具有感知網(wǎng)絡(luò )接入的能力。感知網(wǎng)絡(luò )主要由功能各異的傳感器網(wǎng)絡(luò )構成，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(wàn)別，至今沒(méi)有統一的標準，主要的接入方式可分為有線(xiàn)接入和無(wú)線(xiàn)接入。主流的有線(xiàn)接入方式包括 CAN、RS232/485、Ethernet等, CAN 多用于汽車(chē)計算機控制系統中，RS232/485 主要用于一些較老的設備控制和低速率數據傳輸，Ethernet 對于遠距離、大信息量的傳感器數據傳輸是非?？煽坑行У?。
主流的無(wú)線(xiàn)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(diǎn)，該技術(shù)一般用作低速率短距離無(wú)線(xiàn)傳輸和控制。Bluetooth 主要用于對于實(shí)時(shí)性較高的系統中，如鼠標、鍵盤(pán)、耳機等。IrDA 利用紅外線(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸，紅外傳輸設備的特點(diǎn)是體積小、功耗低、成本低等，由于紅外線(xiàn)傳輸只能是點(diǎn)對點(diǎn)的無(wú)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(jìn)速度較快的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)已經(jīng)歷了十幾個(gè)版本的迭代，現在已廣泛的應用于與手機、筆記本電腦以及各類(lèi)智能產(chǎn)品中，具有布網(wǎng)簡(jiǎn)單、覆蓋范圍廣、傳輸速率快的優(yōu)點(diǎn)，但是wifi同樣也有功耗較高和協(xié)議復雜等缺點(diǎn)。
2、異構網(wǎng)絡(luò )互通
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)需要具有異構網(wǎng)絡(luò )互通的能力。由于不同的傳感器網(wǎng)絡(luò )對感知信息采用不同的協(xié)議封裝，這將導致網(wǎng)絡(luò )間數據的軟隔離，一方面，物理上已相互連的接感知網(wǎng)絡(luò )之間無(wú)法完成通信，另一方面，感知網(wǎng)絡(luò )無(wú)法與核心交換網(wǎng)絡(luò )完成通信進(jìn)而感知數據無(wú)法被遠程訪(fǎng)問(wèn)，因此需要設置協(xié)議網(wǎng)關(guān)來(lái)解決此問(wèn)題。
在傳統的利用 RS-232/485 通信傳感器網(wǎng)絡(luò )中，總線(xiàn)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(luò )都是基于 TCP/IP 協(xié)議棧，若遠程用戶(hù)需要對采用 Modbus 協(xié)議的設備進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)和控制，則必須對 Modbus 報文按照 TCP/IP 協(xié)議進(jìn)行應用層封裝或協(xié)議轉換。
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(guò)渡的階段是一個(gè)長(cháng)期的過(guò)程，在這個(gè)階段中，IPv4 網(wǎng)絡(luò )將和 IPv6 網(wǎng)絡(luò )處于共存狀態(tài)，因此物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)需要解決 IPv4 網(wǎng)絡(luò )與IPv6 網(wǎng)絡(luò )的互通問(wèn)題。
3、通訊與數據格式標準化
物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)需要具有監測控制管理的能力和兼容新節點(diǎn)接入的能力。這里的監測控制管理，包括對接入傳感器狀態(tài)和感知信息的集中監測、對傳感器和網(wǎng)關(guān)自身的控制、管理。一方面，網(wǎng)關(guān)中的各功能模塊要做到可以靈活控制，配置方式要做到簡(jiǎn)單、多種方式、人機友好，另一方面既能通過(guò)本地網(wǎng)絡(luò )、串口進(jìn)行控制，又能遠程跨網(wǎng)段進(jìn)行集中管理。
此外不同的物聯(lián)網(wǎng)的節點(diǎn)種類(lèi)非常豐富。監測控制管理的內容不僅包括對網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)自身的狀態(tài)和功能，還要包括對接入傳感器網(wǎng)絡(luò )的狀態(tài)和信息。為了實(shí)現這些功能，就必須要讓所有的智能網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)使用標準化的通信方式，才能使整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統具有高可維護性。
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