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工業物聯網智能網關解決方案

時間:2021-03-05 10:37來源:www.biolinkcn.com 作者:康卓科技 點擊:
物聯網是通過智能感知、射頻識別技術與普適計算、泛在網絡的融合應用,被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮。物聯網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網,實現相互之間的信息交換,和進一步的智能識別、監控管理。
 
 
在物聯網的信息感知領域中,由于無線傳感網絡技術的應用場景具有特殊性,其一般應用于局部區域內,網與網之間本身無法通信,也不適合于實現遠程的數據傳輸,這使得傳感設備節點形成了一個個信息孤島,無法實現真正的全面互聯互通、協同感知。此外,物聯網應用中的感知技術種類繁多,采用不同的通信協議,根本無法實現互聯互通。
 
 
康卓KZ-601RM物聯網智能網關
 
康卓KZ-601RM物聯網智能網關,作為一個新的名詞,在未來的物聯網時代將會扮演非常重要的角色,它將成為連接無線傳感網絡與傳統通信網絡的紐帶,完成無線傳感網絡、傳統通信網絡以及其它不同類型網絡之間的協議轉換,實現局域和廣域的數據互聯。此外物聯網網關還需要具備設備管理功能,運營商通過物聯網智能網關設備可以管理底層的各感知節點,了解各節點的相關信息,并實現遠程控制。
 
 
從功能上講,物聯網智能網關主要實現以下三個功能:
感知網絡接入的能力
康卓KZ-601RM物聯網智能網關具有對各節點屬性、狀態等信息的獲取功能,即可以感知各節點的實時狀態。其次是具有對節點的遠程控制、喚醒、診斷等功能,即實現節點的自動化管理。
異構網絡互通的能力
康卓KZ-601RM物聯網智能網關擁有完善的尋址技術,以確保所有節點的信息都能被準確、高效、安全地進行定位和查詢。隨著物聯網應用的發展,節點地址的數量會逐漸增大,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網不同的尋址技術以滿足需求。
通訊與數據格式標準化
康卓KZ-601RM物聯網智能網關實現傳感網絡到傳統通信網絡的協議轉換,將協議適配層上傳輸的標準格式數據進行統一封裝,將廣域接入層下發的數據解包成標準格式數據,實現命令的解析,之后轉換為感知層協議可以識別的信號和控制指令。
簡單地講,康卓KZ-601RM物聯網智能網關具有:首先,是收集傳感器節點的數據;其次,執行數據協議轉換;較后,將協議轉換后的數據快速有效的發送到公共網絡。除此以外,康卓KZ-601RM物聯網智能網關還具有相應的管理和控制能力。
 
 
 
工業物聯網的智能網關技術
 
1、感知網絡接入
物聯網智能網關需要具有感知網絡接入的能力。感知網絡主要由功能各異的傳感器網絡構成,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別,至今沒有統一的標準,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境的限制。
Wi-Fi 作為推進速度較快的無線接入技術已經歷了十幾個版本的迭代,現在已廣泛的應用于與手機、筆記本電腦以及各類智能產品中,具有布網簡單、覆蓋范圍廣、傳輸速率快的優點,但是wifi同樣也有功耗較高和協議復雜等缺點。
 
 
2、異構網絡互通
物聯網智能網關需要具有異構網絡互通的能力。由于不同的傳感器網絡對感知信息采用不同的協議封裝,這將導致網絡間數據的軟隔離,一方面,物理上已相互連的接感知網絡之間無法完成通信,另一方面,感知網絡無法與核心交換網絡完成通信進而感知數據無法被遠程訪問,因此需要設置協議網關來解決此問題。
在傳統的利用 RS-232/485 通信傳感器網絡中,總線標準和協議較多,比較通用的是 Modbus協議、Profibus 協議、Interbus 協議,其中 Modbus 協議被廣泛用在智能交通、智能農業、智能建筑中。
由于 Internet 以及由 Ethernet 和 Wi-Fi接入的傳感器網絡都是基于 TCP/IP 協議棧,若遠程用戶需要對采用 Modbus 協議的設備進行訪問和控制,則必須對 Modbus 報文按照 TCP/IP 協議進行應用層封裝或協議轉換。
此外,由于 IPv4 地址已日近枯竭,新一代的 IPv6 協議將逐步取代 IPv4 協議,而 IPv4 向IPv6 過渡的階段是一個長期的過程,在這個階段中,IPv4 網絡將和 IPv6 網絡處于共存狀態,因此物聯網網關需要解決 IPv4 網絡與IPv6 網絡的互通問題。
 
 
3、通訊與數據格式標準化
物聯網智能網關需要具有監測控制管理的能力和兼容新節點接入的能力。這里的監測控制管理,包括對接入傳感器狀態和感知信息的集中監測、對傳感器和網關自身的控制、管理。一方面,網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絡、串口進行控制,又能遠程跨網段進行集中管理。
此外不同的物聯網的節點種類非常豐富。監測控制管理的內容不僅包括對網關節點自身的狀態和功能,還要包括對接入傳感器網絡的狀態和信息。為了實現這些功能,就必須要讓所有的智能網關節點使用標準化的通信方式,才能使整個物聯網系統具有高可維護性。
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