锐客网

  1. 首页 > it技术 > >

深圳舜通IoT网关设计原则

物联网(IoT)已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分，从智能家居再到家用型的物联网网关，对我们生活的便利都起到了不可或缺的关键性作用。想要实现这些便利生活的多种功能，就需要一个由许多组件构成并且无缝协作的生态系统。IoT架构可以根据功能分为多个层：
设备层(也称为终端层)一般包含三种元素：传感器用于测量实际数据、执行器用于执行相应的功能、收发器用于传输传感器的数据并接收执行器的指令。
IoT网关层是物联网生态系统中的一个重要组成部分，是传感器、执行器和云之间的媒介，用于处理本地传感器和远程用户之间的通信，并完成其他的相关功能。
云层用于整个物联网系统的监控和管理，它与多个网关相连接，对收集和存储的数据进行分析。
应用层是最终用户的接口，用于访问和控制物联网产品和服务。
IoT生态系统可以被分成多个层，它们共同完成数据的测量、分发和分析，并且执行相应的动作。
网关设计的关键
虽然每个物联网系统是不同的，但网关的主要作用是聚合多个低速终端节点的数据，并将数据通过高速链路发送到云。
聚合数据所涉及到的可能不仅仅是向上层发送数据。例如，对于像ZigBee或LoRa这样的网格拓扑结构，网关所接收到的可能是相同消息的多个副本。在这种情况下，网关必须选择哪个消息像上层发送，哪一个消息发送到下层的终端节点。
随着物联网的功能越来越复杂，设计人员正在将部分数据处理功能转移到接近传感器/设备层的位置，也就是所谓的“雾计算”。以这种方式来划分IoT任务，不再需将对数据分析没有作用的数据发送到服务器，这样不仅减少了响应时间，而且降低了网络负载。
按照这种方式，网关设备所在的位置是最合适的选择，因为将响应合并到单个模块中的多个终端点，而不是在多个单元中进行划分，通常是比较便宜的。在大规模的物联网系统中每一层有明显的物理区分。然而，在一些小型系统中，可以将多个层组合到一个单元中。例如，自动售货机中的网关包括了用户界面、输入、输出和无线或有线接口。在这种情况下，IoT只包含了云和网关。
考虑到选择的多样性，哪些是IoT网关硬件和软件所必须的呢?
硬件的考虑
下面是网关硬件的一些需求：
CPU：
不同IoT应用程序对网关的CPU及其相关模块的需求差异很大。有些应用程序可能对计算能力要求很高，这就需要一个具有浮点计算能力的强大处理器；有些应用程序可能对安全性敏感，这就需要一个带有硬件增强功能的CPU，以满足TPM规范。许多供应商提供了兼容小型网关的CPU，例如，英特尔Atom E3800在物联网网关中很流行。该处理器具有从1个到八个核多个系列; 内存从512kB到2MB; 操作频率从1.33 GHz到1.91 GHz。
存储：
使用闪存存储数据的固态硬盘(SDD)是很流行的选择，因为他们没有移动的磁头，性能可靠，且与硬盘驱动器(HDD)相比性价比更高。英特尔E 6000p系列是SSD是一个很好的例子：容量分为128GB和256GB版本，带有功能标准的PCIe Gen 3接口，并提供了AES 256位的数据加密。
连接：
硬件必须支持各种有线和无线通信接口。互联网与云的连接很可能是通过Wi-Fi或以太网连接到路由器，但考虑到物联网用例的多样性，与终端节点的连接具有很强的专用性。
环境考虑：
在硬件的选择上也要考虑到实际的操作环境。IoT网关设备将被安置在办公室、安置在工厂的地板上，还是以某种方式暴露阳光下?并且功耗要求是多少?
软件的考虑
IoT网关的软件也需要多点考量。主要有以下几点：
操作系统用于管理处理器、内存和其他资源，并为应用程序提供底层硬件的抽象。IoT网关的操作系统有多种选择，包括专用系统，如微软的Windows IoT Enterprise或Windows IoT Core，还有其他的很多开源系统，如Ubuntu或Ubuntu Core，他们都是Linux的衍生产品。
与终端节点的连接和通信可以通过USB、RS-485、IEEE 802.11/b/g/n (WiFi)、LoRa或低功耗蓝牙 (BLE)等协议。与云的通信可以使用以太网、wi - fi或蜂窝协议。
网关位于终端设备层和公共互联网之间，对保证数据的安全起着重要的作用，同时网关也是黑客攻击的首要目标。任何健壮的软件栈都必须包括层的安全，包括通信的加密和设备的认证。安全设计通常包括硬件和软件组件之间的紧密交互。
网关设计实例
为了满足不同物联网应用的需要，IoT网关设备形状各异和大小不同。下面是针对不同应用的网关设备的例子——工业物联网，多媒体信息站。
工业物联网
工业物联网(IIoT)的应用包括自动化制造、HVAC、智能物流、过程控制和智能农业等。IIoT所使用的范围是广泛的，因此IIoT网关必须能够兼容各种通信协议，能够进行近距离的处理，具有灵活的安装选项，并能够工作于工厂的环境中。


深圳舜通IoT网关设计原则
文章图片
深圳舜通的物联网网关是集成了以太网、GPRS、ZIGBEE、LORA、RS232/485通讯于一体的高性能通讯设备。它可以实现各类末端数据采集控制装置的模拟信号、RS232/485、开关量采集，并实现开关量输出、计数、PWM和无线数据通信等功能于一体的高性能测控装置，可以直接接入各种数据采集模块、传感器、标准变送器信号、仪表等输出信号、电平信号、脉冲信号等，是实施无线测控的最佳选择。
图中的物联网网关是基于Linux系统架构开发的工业设备，采用工业级32位 arm cortex通信处理器，32MB的flash，同时支持软硬件双看门狗。具备强大的软硬件优势：
□ 多数据接口：同时支持开关量、模拟量及以太网
□ 在线调试：支持外围接口、在线监听，可视化界面调试
□ 多种通信方式：ZigBee通讯，同时可选配LORA、NB_IOT、以太网
□ 数据库：SQL数据库，快速导入出数据，方便简洁
□ 在线编程：支持在线编程及二次开发，自主添加新的通讯协议及功能模块
□ OTA在线更新：自动在线更新软件，支持系统升级、系统迭代，无需人员维护
□ 远程更新设备配置：根据客户需求，远程下发设备配置，进行更新
□ 无限级网，自行组网：设备之间可以自行组成网络，方便易联，组网灵活
【深圳舜通IoT网关设计原则】物联网网关的优势是随时而变的，深圳舜通一直保持其独特的创新优势，根据市场的需求变动，提前预测市场动态，研发出最合适用户需求体验的现实产品。

    推荐阅读


    上一篇：会计基础|会计基础 - 04 会计等式

    下一篇：他确实对你好，也确实不爱你。