物联网网关,原来是这么回事,感谢!

本文详细介绍了物联网网关的概念、作用、技术原理以及与边缘计算的结合。物联网网关作为连接物联网设备和云端的重要桥梁,处理、存储和转发设备数据,支持多种通信协议并提供数据预处理功能。文章还探讨了边缘计算如何提升物联网网关的数据处理能力和实时性,以及在安全性、可扩展性和灵活性方面的优势。通过实例展示了如何在物联网网关中应用边缘计算,以实现更高效的设备数据处理和管理。

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物联网网关是什么?

物联网网关是连接物联网设备和互联网的重要桥梁,它负责将物联网设备采集到的数据进行处理、存储和转发,使其能够与云端或其他设备进行通信。物联网网关的作用是实现物联网设备与云端的无缝连接和数据交换。
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为什么要搞物联网网关?

不要物联网网关行不行?直接使用设备连接云平台不行吗?

以下是一些情况下应该使用物联网网关:

物联网网关通常用于连接不同类型的设备和协议,以便它们可以相互通信和交换数据,并不是所有设备都能直接联网
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  1. 设备和协议多样性:当需要连接多种不同类型的设备和协议时,物联网网关可以充分发挥作用,帮助设备进行互操作和数据交换。
  2. 安全性要求高:在需要更高安全性的环境中,物联网网关可以控制访问和加密数据传输。
  3. 本地过滤和分析:物联网网关可以进行本地数据过滤和分析,从而减少云上数据的传输量和延迟。
  4. 离线设备管理:当需要管理离线设备时,物联网网关可以作为离线设备的代理,帮助设备进行远程管理和数据上传。

以下是一些情况下不应该使用物联网网关:

  1. 单种设备和协议:当只需要连接单一类型的设备和协议时,物联网网关的使用会增加成本和复杂性。
  2. 网络通信无需过滤和加密:当通信网络已经具备足够的安全性和过滤功能时,物联网网关的使用则会增加不必要的成本。

物联网网关作用?

物联网网关是作为物联网系统中的中间件,连接低功耗、低带宽、短距离的设备与云端服务器之间的通信,并提供对接云服务的接口和协议转换等功能。其作用如下:

  1. 支持多种物联网通信协议,如Zigbee、Z-Wave、BLE、WiFi等,实现设备间的相互通信和互联互通。
  2. 支持数据预处理和压缩,减少数据传输量和传输时间,提高整个系统的效率。
  3. 实现本地离线计算和云端计算的切换,能够在断网环境下进行设备之间的控制和操作。
  4. 提供通用API,支持对接各类物联网云平台,避免不同设备对接不同云平台的麻烦。

因此,物联网网关是实现物联网系统的重要一环,将设备的通信、数据的传输、云服务之间的对接等聚合在一起,使得整个系统更加高效、稳定、安全。如果设备直接连接云平台,将无法处理大量的设备数据、协议转换和设备的控制等问题,会导致系统处理能力差、易发生故障等问题。

物联网网关技术原理

物联网网关主要由硬件和软件两部分组成。硬件方面,网关通常搭载高性能的处理器、内存、存储和各种通信接口,如Wi-Fi、以太网、蓝牙等。软件方面,网关需要运行基于Linux或Windows等操作系统的应用程序,同时还需要支持各种通信协议,如MQTT、HTTP等,以及安全性考虑。

物联网网关的数据处理流程一般分为三步:

  1. 设备采集;

  2. 数据格式化;

  3. 网络传输;

首先,网关通过各种接口和传感器从物联网设备中采集数据,随后对数据进行格式化和处理,最终通过网络将数据传输到云服务平台或其他设备。
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如上图所示:

  • 北向接口与南向接口:物联网网关需要提供北向接口和南向接口。北向接口连接云端,用于将数据上传到云端,提供数据分析、处理、存储、管理等服务。南向接口连接设备端,用于实现与终端设备的通信。

  • 存储:物联网网关可以存储设备和传感器的数据,并对数据进行处理和分析,以便提供实时监测和控制。

  • 协议转换:不同设备和传感器可能使用不同的通信协议,物联网网关可以实现协议转换,将不同协议之间的数据转换为统一的与云台交互的协议,从而实现设备的互联互通。

  • 设备管理:物联网网关可以对连接的终端设备进行管理,包括设备的配置、参数设置、故障处理等。

  • 操作系统:物联网网关需要搭载操作系统才能运行,一般采用嵌入式操作系统,如Linux、Windows Embedded等。

  • 硬件:物联网网关需要运行软件和驱动程序来支持其各项功能。硬件方面,通常采用ARM等处理器,具有较高的计算能力和低功耗特性。

物联网网关需要具备较高的安全性,以保障物联网系统的可靠运行。一般来说,物联网网关需要实现以下安全措施:

  1. 认证和授权:实现用户身份认证,避免未经授权的用户对系统进行操作。
  2. 加密通信:使用加密算法对数据进行加密,从而保证数据传输的安全性。
  3. 安全协议:使用各种安全协议,如TLS/SSL等,保障数据传输的完整性和机密性。
  4. 防火墙:设置防火墙来保障系统的安全性。
  5. 安全审计:监测系统的操作记录,及时发现和应对安全事件。

网关配置和升级

物联网网关的配置和升级是系统运行的关键环节,具备以下特点:

  1. 灵活性ÿ
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