为什么要使用物联网网关?

章鱼测评 2024-12-07 09:49:45

无论是在智慧类项目中还是智能家居的消费场景中,都会涉及到物联网的应用,随着网络技术的进步,目前的物联网应用也越来越普及。

大多数的物联网应用是通过传感器的自定检测能力,结合网络传输,计算和大数据等技术,形成的物联网应用能力,实现更多的自动化和智能化应用,让各种智慧类项目更有吸引力。

物联网一般有三部分组成。传感器,网关和平台是构成物联网应用的三大模块,其工作原理也比较简单。

各种物联网传感器

通过各种传感器检测事件,将事件通过网关 汇聚后传输给平台,再由平台进行汇总,分析和应用,实现一个物联网环境下的闭环应用逻辑。

在这个过程中,为什么要使用物联网网关呢? 我们直接将传感器的数据上传到物联网平台不行吗?当然,这也不是不可以,很多物联网的应用也确实是这样用的,但是也有一些是要配合网关应用的,那么为什么要配合网关应用,在什么情况下使用物联网网关呢?

协议转换

物联网的整体解决方案中,会涉及到各种各样的传输协议,很多传感器使用Zigbee、LoRa、蓝牙等协议传输数据。但是物联网平台都是部署在网络环境下。需要通过4G,WIFI,网线等链路,以HTTP、HTTPS、MQTT over TCP等方式传输。这就需要一台网关进行转换。

物联网网关工作架构

举个简单的例子,比如在某个项目中,由于现场环境空旷偏远,运营商的网络信号覆盖不好,就在现场部署了LoRa基站和网关。然后大量的传感器采用LoRa方式与网关通信。将采集的数据传输到网关。网关具备4G上网能力,再将获取到物联网数据采用转换为MQTT协议,以4G的方式,回传给物联网平台服务器。

数据处理

另外物联网网关的作用起到数据处理的作用,传感器采集的数据不一定都是所需的数据,里面包含大量的非必要数据,或者其数据格式与应用的格式不同,都需要网关进行处理,对数据进行格式化,汇总、过滤、预处理,去噪和压缩等操作。

边缘计算

其实数据的预处理也可以算是边缘计算的一种,但是一些高级应用中,可以针对物联网数据在物联网网关内进行预分析和预处理,根据情况快速做出反应,当检测到异常时,立即发出警报,而无需等待云端处理。

物联网网关的边缘计算能力

比如在一些化工应用场景,一些传感器检测到问题到构成破坏性威胁到时间是非常短的,这时如果因为网络的问题,导致延迟报警,这样的损失是非常大的。

设备管理

另外,针对物联网传感器的管理,通过物联网网关对本地各种传感器的管理更直观,包括身份的安全认证,远程升级,设备状态的监控,都有更多的灵活性。

安全性增强

物联网网关还扮演着防火墙的角色,是传感器网络和互联网网络的隔离设备。通过安全策略可以减少针对传感器的网络攻击,有效保护设备和数据安全性,同时,可以在网关处进行数据加密,在数据上传方面,提供更据有保密能力的数据,

几种物联网传输协议对比

在物联网应用中,网关的应用是非常普遍的,包括我们的智能家居,也会部署一个网关设备,通过网关来控制各种开关,传感器设备。当然,这并不是绝对的,很多传感器设备本身就支持WIFI,4G的上网能力,直接将数据传输到物联网平台。4G,5G网络都针对物联网设计了专门的协议标准,NB-IoT,LTE-M的应用方式也非常普遍,所以在物联网项目中,采用什么方式和标准是很重要的,不同场景下有不同的网关设备配套。

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