物联网中的智能网关有哪些类型？
日期：2023-01-29 16:20:12
在现代生产企业中，生产线的自动化系统通常使用以 PLC 为主要节点的掌控、通信网络，最常用的是现场总线协议；同时在企业的管理经营系统通常使用排序机为主要节点的通信网络，以 TCP/IP 协议为主，怎样同时实现相同应用领域系统间的数据通信，打通相同通信协议间的数据通路，对数据展开分析、存储、转发等功能，如生产指示迅速印发和生产状态的迅速公布，进而提升企业管理生产效率，是数据网关技术出现和发展的客观要求。 那么，物联网智能网关有哪些类型？
数据网关的基本原理
数据网关的作用就是相连接相同的通信系统，同时实现数据互通，所以主要就要对相同系统展开物理相连接，在物理相连接的基础上，再依照相同系统的通信协议，利用协议允许的USB展开软件相连接，透过数据发送、提取、发送的过程同时实现数据转发。
数据网关的同时实现方式
依照上文所述数据网关的基本原理可知，数据网关须要的两个要素：USB和数据处置。现代排序机技术的发展带来的丰富的USB选择和强悍的排序能力恰好为此提供了条件，一台具备适当USB的，安装了适当数据处置软件的排序机，就是一个数据网关。
现有同时实现方式中最典型的代表就是工业掌控排序机（简称工控机），生产厂商将各种USB展开模块（卡）化设计，将其与通用型的排序机主机模块结合，就同时实现了通用型排序机互连特定通信系统的目的，客户购买时依照须要选择USB模块（卡）和满足处置能力的通用型排序机主机就能便利的搭建出数据网关的硬件平台，在此基础上再开发专用的数据处置软件，就能够同时实现强悍的数据分析、存储、转发等功能。
数据网关的应用领域
数据网关的基本功能是展开相同通信协议间内容的翻译切换，但是对这个过程中的数据怎样展开处置，或是怎样使用这些数据，决定了数据网关的应用领域。依照对数据处置方式的相同，可将数据网关分成普通数据网关和专用数据网关两种。
1、普通数据网关
该型数据网关以数据传输功能为主，对所传输的数据只展开简单处置，如有效性过滤、存储、重新组织等。最典型的应用领域是掌控系统中的操作方式上位机系统，该系统透过工业以太网、现场总线或是其他方式互连掌控系统，将采集到的数据透过以太网（通常是 TCP/IP 协议）发送至操作方式员上位机，在掌控画面上显示适当状态，同时又将上位机发出的操作方式指令发送给现场 PLC 等掌控器，同时实现了现场设备通信系统与人工操作方式通信系统的数据相连。在这个典型中难以找到具体的数据网关，实际上是由操作方式上位机内置了数据切换的功能，充当了数据网关的角色。除此以外，本世纪开始广泛应用领域的 ERP、MES、ASP 等先进的管理系统，与生产流水线掌控系统同时实现信息互通，这须要展开大量的数据组织、存储、转发等，就更加须要使用数据网关作为主要的信息桥梁和中转站。
上图显示了一个综合的生产掌控系统，数据网关用来相连接生产流水线掌控系统和生产指挥系统，起到了数据中枢的作用。配置了数据网关，整个系统就具备了下列功能：
(1) 生产数据、状态的动态存储。透过数据库能保存长期历史数据，便利展开生产过程分析和质量上溯。
(2) 生产状态动态上报、公布。管理者能依照动态数据高效率的制定生产计划；营销人员能及时的跟踪订单生产，意见反馈客户。
(3) 生产指令的迅速印发。MES、ERP 等生产计划信息能迅速的印发到生产线，同时实现订单的迅速响应，延长交货时间。
(4) 增强系统稳定性。全线操作方式站联网，每个操作方式站都能了解全线的生产情况，且互相备用，必要时能互相替代操作方式。
(5) 提高生产自动化水平。便利增加过程掌控、智能掌控等专用排序设备，填补普通PLC 不具备的智能排序、大数据量排序等功能，使生产更加精细，产品质量得以提高。
2、专用数据网关
与普通型相比，该型不仅具备数据存储、转发等数据网关的基本功能，最大的特点是将其他高级的功能也展开了内置，构成了基于数据网关技术的专用设备，目前主要有下列几种：
(1)信息公布数据网关 该型数据网关内置了 web 公布功能， 透过有线或是无线USB直接互连 internet，便利用户在任何地方透过互联网获得动态生产信息。为了保证正常生产不被干扰，能透过硬件或软件展开数据隔绝，保证数据流为单向，如使用硬件隔绝技术能做到完全隔绝。
(2)过程掌控数据网关 该型除了数据网关基本功能，主要功能是数据排序，主要透过软件同时实现，对生产系统特别是单一复杂设备展开高级掌控，填补 PLC 等现场掌控器对数据处置、历史数据调用、复杂算法同时实现困难等功能上的不足，进而提高生产的自动化水平。
(3)信息存储数据网关 该型主要功能是数据存储，在本地建立数据库，将发送的数据展开长期存储，并具备多种组织和查阅USB，以便利展开生产流程优化和质量上溯。
数据网关与最新信息技术的融合
信息技术如云技术、物联网技术等的出现大都基于互联网技术的发展，而数据网关的相连相同通信网络的特性恰恰为这些新技术应用领域到传统产业提供了支撑。
1、数据网关与云排序
透过数据网关，把生产数据发送给企业研发、质量中心，甚至专业的数据分析中心，利用“外脑”强悍的排序能力和信息资源，对生产数据展开全方位、深层次的分析，进而得到更高效率的生产工艺参数指导，进而提升产品质量，优化生产流程。在仅投入少量硬件的条件下，就具备了获得专业海量数据分析排序的能力，同时实现了低成本、高效率益的兼顾。
2、数据网关与移动互联终端
透过数据网关，将生产数据动态发送至企业决策者的移动互联终端，使之能即时依照市场变化制定生产策略，同时实现效益最大化；将生产数据动态发送至外地销售经理的移动互联终端，使之能即时跟踪订单情况，意见反馈客户，并能即时将捷伊客户需求传达到生产线，及时优化订单计划，达到降低生产成本，延长交货周期的效果。
3、数据网关与物联网技术
透过数据网关，将生产线状态与原材料、辅助材料、成品等物流信息整合，整体分析各个流程，确定最佳调度方案，同时实现资源的高效率利用，同时实现即时生产、减少中间环节、降低库存、节约物流成本的目标。
物联网的智能网关
物联网是透过智能认知、射频辨识技术与普适排序、泛在网络的融合应用领域，被称为继排序机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网的主要目的在于使具备射频技术、红外传感技术或其他具备认知能力的新型传感设备，能够无缝的融入互联网，同时实现相互之间的信息交换，和进一步的智能辨识、监控管理。
在物联网的信息认知领域中，由于无线传感网络技术的应用领域场景具备特殊性，其通常应用领域于局部区域内，网与网之间本身无法通信，也不适合于同时实现远程的数据传输，这使得传感设备节点形成了一个个信息孤岛，无法同时实现真正的全面互联互通、协同认知。此外，物联网应用领域中的认知技术种类繁多，使用相同的通信协议，根本无法同时实现互联互通。
物联网网关，作为一个捷伊名词，在未来的物联网时代将会扮演非常重要的角色，它将成为相连接无线传感网络与传统通信网络的纽带，完成无线传感网络、传统通信网络以及其他相同类型网络之间的协议切换，同时实现局域和广域的数据互联。此外物联网网关还须要具备设备管理功能，运营商透过物联网网关设备能管理底层的各认知节点，了解各节点的相关信息，并同时实现远程掌控。
从功能上讲，物联网的网关或是说智能网关主要同时实现下列三个功能：
1、认知网络互连的能力。
物联网网关主要就是具备对各节点属性、状态等信息的获取功能，即能认知各节点的动态状态。其次是具备对节点的远程掌控、唤醒、诊断等功能，即同时实现节点的自动化管理。
2、异构网络互通的能力。
物联网网关互连必然存在跨域通信的要求，因此须要完善的串行技术，以确保所有节点的信息都能被准确、高效率、安全地展开定位和查阅。随着物联网应用领域的发展，节点地址的数量会逐渐增大，且其编码结构与 DNS中的域名结构相同，因此须要有一套与互联网相同的串行技术以满足需求。
3、通讯与数据格式标准化。
网关必须同时实现传感网络到传统通信网络的协议切换，将协议适配层上传输的标准格式数据展开统一封装，将广域互连层印发的数据解包成标准格式数据，同时实现命令的解析，之后切换为认知层协议能辨识的信号和掌控指令。
简单地讲，物联网网关主要完成三个任务：主要就，是收集传感器节点的数据；其次，执行数据协议切换；最后，将协议切换后的数据迅速有效的发送到公共网络。除此以外，物联网网关同时还具备适当的管理和掌控能力。
