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什么是物聯網網關?以及選擇物聯網網關解決方案

[日期:2017-03-30] 來源:  作者: [字體: ]

在碎片化嚴重的物聯網發展現階段,沒有一項標準能像秦始皇那般直接實現大一統,但是物聯網網關卻能在某種程度上“曲線救國”。

  

  我們經常會用一個很通俗的小故事來解釋什么是網關。

  假設你的名字叫小不點,你住在一個大院子里,你的鄰居有很多小伙伴,父母是你的網關。當你想跟院子里的某個小伙伴玩,只要你在院子里大喊一聲他的名字,他聽到了就會回應你,并且跑出來跟你玩。

  但是你家長不允許你走出大門,你想與外界發生的一切聯系,都必須由父母(網關)用電話幫助你聯系。假如你想找你的同學小明聊天,小明家住在很遠的另外一個院子里,他家里也有父母(小明的網關)。但是你不知道小明家的電話號碼,不過你的班主任老師有一份你們班全體同學的名單和電話號碼對照表,你的老師就是你的DNS服務器。于是你在家里和父母有了下面的對話:

  

  小不點:媽媽(或爸爸),我想找班主任查一下小明的電話號碼行嗎?家長:好,你等著。(接著你家長給你的班主任掛了一個電話,問清楚了小明的電話)問到了,他家的號碼是211.99.99.99

  小不點:太好了!媽(或爸),我想找小明,你再幫我聯系一下小明吧。

  家長:沒問題。(接著家長向電話局發出了請求接通小明家電話的請求,最后一關當然是被轉接到了小明家家長那里,然后他家長把電話給轉到小明)。

  就這樣你和小明取得了聯系。

  再說的簡單點兒,當你想從一個房間走到另一個房間,必然要經過一扇門。同樣,從一個網絡向另一個網絡發送信息,也必須經過一道“關口”,這道關口就是網關。

  網關是一種充當轉換重任的計算機系統或設備。在使用不同的通信協議、數據格式或語言,甚至體系結構完全不同的兩種系統之間,網關是一個翻譯器。與網橋只是簡單地傳達信息不同,網關對收到的信息要重新打包,以適應目的系統的需求。同時,網關也可以提供過濾和安全功能。

  那么什么是物聯網網關呢?

  在上面的事例中,將需要和外界溝通的“主角——小不點”,替換成智能家居、聯網汽車、工業控制器等多種多樣的物聯網設備,就能很容易的理解物聯網網關的概念了。

  相比于互聯網時代,物聯網的通信協議更加多樣,物的碎片化非常嚴重,關的重要性也就由此凸顯——物聯網網關能夠把不同的物收集到的信息整合起來,并且把它傳輸到下一層次,因而信息才能在各部分之間相互傳輸。物聯網網關可以實現感知網絡與通信網絡,以及不同類型感知網絡之間的協議轉換;既可以實現廣域互聯,也可以實現局域互聯。

  舉個例子,我們家庭內部的家居設備形式正在越來越多樣化,有些設備本身就具備遙控能力,如空調、電視機等,熱水器、微波爐、電飯煲、冰箱等則不具備這方面的能力。而這些設備即使可以被遙控,對其控制能力、控制范圍都是非常有限的。并且這些設備之間都是相互孤立存在的。不能有效實現資源與信息的共享。隨著物聯網技術的發展,特別是物聯網網關技術的日益成熟,智能家居中各家用設備間互聯互通的問題也將得到解決。

  電視機、洗衣機、空調、冰箱等家電設備;門禁、煙霧探測器、攝像頭等安防設備;臺燈、吊燈、電動窗簾等采光照明設備等,通過集成特定的通信模塊,分別構成各自的自組網子系統。而在家庭物聯網網關設備內部,集成了幾套常用自組網通信協議,能夠同時與使用不同協議的設備或子系統進行通信。用戶只需對網關進行操作。便可以控制家里所有連接到網關的智能設備。

  截至 2020 年,超過 2000 億臺設備將連接至互聯網,同時在物聯網(IoT)中實現彼此間的互聯 。連接能力是發揮物聯網優勢的關鍵,這是由于物聯網能夠從互聯設備提供的數據中獲取洞察。

  當前仍然有大量傳統設備未實現連接、托管或受到保護。這使許多有用的數據閑置于大量設備之中,如 HVAC 組件、自動售貨機等。因此,解決傳統系統的互操作性勢在必行,以便將所有現有基礎設施替換為下一代能夠安全聯網的設備時,避免產生巨額的費用。

  綜上所述,如果企業想進行物聯網部署,從自己擁有的設備資產中采集數據,并挖掘分析數據背后隱藏的價值,優秀的物聯網網關解決方案至關重要。

  面向物聯網的網關解決方案應該支持:

  • 向上與云和企業連接

  • 向下與傳感器和現有的嵌入在系統內的控制器連接

  • 預處理過濾選擇的數據,以供交付

  • 本地決策制定,支持與傳統系統輕松互聯

  • 硬件信任根、數據加密和軟件鎖定,以保障安全

  • 本地計算支持設備內分析

  我們拿英特爾推出的面向物聯網的網關解決方案做更進一步的說明,該解決方案包括:

  • 面向多種開發套件的英特爾® 處理器:英特爾® Quark™ SoC X1000、英特爾®Quark™ SoC X1020D 和英特爾® 凌動™處理器 E3826

  • Wind River* 智能設備平臺 XT 開發環境

  • 邁克菲嵌入式控制* 安全技術

  該解決方案基于開放架構,可確保系統之間的互操作性,允許廣泛的應用開發和方便的服務部署。

圖:面向物聯網軟件堆棧的英特爾® 網關解決方案

  方案中的亮點要屬英特爾與邁克菲、WindRiver的合作,幫助用戶解決了在物聯網部署中非常頭疼的幾個難題。

  • 通信和連接性

  在當今物聯網風起云涌的時代里,各個通訊標準、技術標準各自為政。常見的傳感器網絡技術包括ZigBee、Z-Wave、RUBEE、WirelessHART、IETF6IowPAN、Wibree等等。當然,英特爾也不可能統一這些標準,但通過英特爾物聯網網關卻可以曲折形成一個“英特爾物聯網通訊協議標準”,因為智能設備平臺 XT 同時支持無線和有線鏈接。

  用戶不需要去修改當前使用的協議,包括傳感器通訊與執行器通訊等協議;其次,僅需要將當前物聯網的接口與英特爾物聯網網關的接口進行對接,并且接入到云端,剩下的事情就交給英特爾去辦了。

  • 安全性

  智能設備平臺 XT 支持安全圖像、安全數據和安全管理 — 保護從啟動到運行和管理階段的設備和數據。

  與面向物聯網平臺的英特爾網關解決方案集成,邁克菲嵌入式控制僅支持授權代碼運行(應用白名單)和授權變更(變更控制),從而有效確保系統的完整性。它同時保護嵌入式系統的完整性,并自動執行軟件變更控制政策。

  邁克菲和WindRiver兩家公司的業內實力足夠保證用戶可以放心數據安全、遠離病毒與規避其它問題了。

  • 可管理性

  智能設備平臺 XT 支持長期、安全的遠程可管理性,從而簡化遠程設備的部署、維護和管理。該軟件支持行業標準接口,包括開放管理聯盟設備管理(OMA DM),技術報告 069(TR-069)和基于 Web 的配置接口。

  • 運行環境

  智能設備平臺 XT 支持寫入多種環境的應用,包括 Lua*、Java* 和OSGi*,支持便攜式、可擴展和可重復使用的應用開發,滿足基于面向物聯網平臺的英特爾網關解決方案的需求。

  總結看來,英特爾的這套物聯網網關解決方案向下兼容了老、舊系統,向上與無所不能的云端連接,其作用與地位用承上啟下來形容再合適不過了。

  這有助于企業確保設備和系統產生的關聯數據可以安全地在云和邊緣之間傳輸,而無需替換現有的基礎設施。之前隱藏的數據也能夠得以使用,這對于眾多企業和組織來說具有重大價值:

  • 建設維護人員等操作人員能夠跟蹤多種系統的實時運行情況,并根據每日特定時間和工作類型等參數對系統進行優化。

  • 管理人員,如財產所有者和企業經理,能夠關聯全部資產的數據,并分析和優化系統運營的成本。

  • 制造商和服務機構能夠分析系統的實時和趨勢化數據,從而優化系統,實現更高的能效、性能、運營周期等。

  • 政府和研究人員能夠對看似不同卻實際相關的系統數據執行更大型的分析,從而關聯這些系統彼此間的影響和效果。

  在碎片化嚴重的物聯網發展現階段,沒有一項標準能像秦始皇那般直接實現大一統,但是物聯網網關卻能在某種程度上“曲線救國”。僅以此文為大家介紹物聯網網關是什么以及安利一下英特爾物聯網網關解決方案(這才是重點吧~)

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