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【技术干货】工业物联网网关的作用

时间:2023-02-16浏览:1094

由于物联网的范畴较广,我们用可以感知、想象的场景——智能家居系统来代替,这是最能代表物联网时代的典型场景。

指令转发

在一个智能家居系统中,常见的应用设备如图所示:


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这些设备的通信模块,如果是 WiFi 或者是蓝牙,那么一般都可以直接通过手机来控制手机就相当于一个中心节点,控制着所有的设备。

目前市面上的一些智能设备单品都是这样的通信方式,例如:空调、吸尘器、空气净化器、冰箱等等。只要在这些设备中加一个无线通信模块即可。 

如果通信模块是其它的通信模块,例如:RF433、ZigBee、ZWave等,由于手机没有这些通信模块,因此就需要一个工业物联网网关AR7091来“转发”指令。

当所有通信设备处于同一个局域网中,手机把控制指令发送给AR7091,AR7091再把指令转发给相应的设备。

 

外网通信

在上面的通信模型中,由于处于同一个局域网中,因此可以直接通信。如果手机不在局域网中呢?那么就要通过云端的服务器来转发了。


产品图片.jpg



手机把指令发到服务器,服务器把指令转发给AR7091,再由它把指令发给指定的设备。

那么如果是设备发出的报警信息呢,数据的流向就是反向进行的。

所以,综合来说工业物联网网关AR709是所有设备之间通信的中心节点,也是内网与外网之间通信的中转节点,也就是把各种智能设备连接到互联网的中转器。

协议转换

一般来说,可以把硬件设备上的通信模块(RF,ZigBee,ZWave等等)称呼为无线通信协议。在一套智能家居系统中,所有设备的无线通信协议大部分都是相同的。

不同类型的无线通信协议设备是否可以共存在同一个系统中呢?显然是可以的。只要集成了相应的无线通信协议模块就可以,如下图所示:



ZigBee拓扑.jpg 



从手机APP上看,所有的设备都是相同的,不会关心设备的无线通信协议是什么,因此,发出的控制指令都是协议无关的。

当AR7091接收到控制指令时,首先根据指令内容查找出目标设备,然后确定目标设备的无线通信协议,最后把指令发送给对应的硬件通信模块,由该通信模块通过无线电信号把控制指令发送到设备。

从这个指令的传输过程来看,AR7091就充当着协议转换的角色。

另外还有一种通信场景:当系统中的一个“输入”设备与一个“输出”设备进行绑定/关联时例如:

红外感应器与声光报警器绑定:当红外感应器监测到人体时,发出信号,然后控制声光报警器发出报警,门磁与灯绑定:当开门时,门磁发出信号,自动打开灯光。

如果“输入”设备与“输出”设备是不同类型的无线通信协议,也需要用到工业网关来进行协议转换。



物联网协议1.png 


设备管理

在一个智能家居系统中,设备可多可少,对这些设备进行管理也是很重要的事情。作为系统的中心节点,对设备进行管理的重任理所当然就由网关来承担。

设备管理功能包括:设备的添加和删除以及设备状态的管理(电量、设备断网、失联等等);设备树的管理;



边缘计算(自动化控制)

一般情况下,工业物联网网关AR7091都能和服务器保持很长的联系。如果服务器的处理能力更强,那么智能家居的一切事务都可以交给服务器来处理,服务器会计算出处理结果,然后将处理的结果反馈到网关。

1.边缘计算,是指将网络、计算、存储、应用等核心能力集中于一个开放的平台,在物体或数据源附近,提供最接近的服务。

2.应用在边缘端启动,提供更快速的网络服务回应,以满足业界对实时业务、应用智能、安全和隐私的基本要求。

3.位于实体与工业连接之间或者位于实体顶部的边界计算。而云上运算,依然能够存取边缘运算的历史资料。


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