隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將成為連接感知層網(wǎng)絡(luò)與通信層網(wǎng)絡(luò)的重要紐帶。作為網(wǎng)關(guān)設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)除了要擔(dān)負(fù)不同類型感知網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換的職責(zé)，而且設(shè)備自身還將越來(lái)越智能化，會(huì)具備一定的底層節(jié)點(diǎn)設(shè)備管理功能。

一、聽一個(gè)關(guān)于“網(wǎng)關(guān)”的通俗故事

假設(shè)你的名字叫小不點(diǎn)，你住在一個(gè)大院子里，你的鄰居有很多小伙伴，父母是你的網(wǎng)關(guān)。當(dāng)你想跟院子里的某個(gè)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(huì)回應(yīng)你，并且跑出來(lái)跟你玩。

但是你家長(zhǎng)不允許你走出大門，你想與外界發(fā)生的一切聯(lián)系，都必須由父母(網(wǎng)關(guān))用電話幫助你聯(lián)系。假如你想找你的同學(xué)小明聊天，小明家住在很遠(yuǎn)的另外一個(gè)院子里，他家里也有父母(小明的網(wǎng)關(guān))。但是你不知道小明家的電話號(hào)碼，不過(guò)你的班主任老師有一份你們班全體同學(xué)的名單和電話號(hào)碼對(duì)照表，你的老師就是你的DNS服務(wù)器。于是你在家里和父母有了下面的對(duì)話：

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

小不點(diǎn)：太好了!媽(或爸)，我想找小明，你再幫我聯(lián)系一下小明吧。

家長(zhǎng)：沒問(wèn)題。(接著家長(zhǎng)向電話局發(fā)出了請(qǐng)求接通小明家電話的請(qǐng)求，最后一關(guān)當(dāng)然是被轉(zhuǎn)接到了小明家家長(zhǎng)那里，然后他家長(zhǎng)把電話給轉(zhuǎn)到小明)。

就這樣你和小明取得了聯(lián)系。

再說(shuō)的簡(jiǎn)單點(diǎn)兒，當(dāng)你想從一個(gè)房間走到另一個(gè)房間，必然要經(jīng)過(guò)一扇門。同樣，從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，也必須經(jīng)過(guò)一道“關(guān)口”，這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。

從故事中，我們可理解得知:網(wǎng)關(guān)就是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語(yǔ)言，甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器，網(wǎng)關(guān)能對(duì)收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時(shí)，網(wǎng)關(guān)也可以提供過(guò)濾和安全功能。

二、不得不復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)

先來(lái)看看復(fù)雜的需求，智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、智慧工廠、智慧醫(yī)療……等多種多樣的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，您能做到對(duì)所有設(shè)備都了解嗎?相比互聯(lián)網(wǎng)，未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議將更多，碎片化現(xiàn)象將更為嚴(yán)重，這樣一來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)就需要能夠把前端采集得來(lái)的信息進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理整合，再輸送到遠(yuǎn)端。

以我們身邊的家電為例，空調(diào)、冰箱、洗衣機(jī)、電視機(jī)、熱水器、微波爐、電飯煲等未來(lái)都將具備通信功能。當(dāng)它們需要跟外界通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控時(shí)，家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備就將發(fā)揮起重要的作用;但是，不同通信協(xié)議的設(shè)備間實(shí)現(xiàn)對(duì)話也是一個(gè)個(gè)難題。

而相關(guān)的研究數(shù)據(jù)顯示，截至2020年，將有超過(guò)2000億臺(tái)設(shè)備將需要連接互聯(lián)網(wǎng)，這將一張非常龐大的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)，有可能算是是真正意義上的物物相連。

眼前，你可能已經(jīng)聽到過(guò)ZigBee、6LoWPAN、RS485、CAN、WLAN、GPRS、3G等一堆有關(guān)通信的專業(yè)名詞，它們中有協(xié)議、接口、總線、通信方式等。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)就是為了配合中間件及上層應(yīng)用程序，完成對(duì)上、下行數(shù)據(jù)的放行或阻斷。因此，未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將集成防火墻、VPN、DoS、流量管理、IPS、IDS、上網(wǎng)行為管理、內(nèi)容過(guò)濾、WEB安全、防病毒、反垃圾郵件等多種功能模塊，可以滿足多方面的防護(hù)需要，從而真正實(shí)現(xiàn)立體全方位的保證業(yè)務(wù)安全。

首先，它要有廣泛的接入能力。目前用于近程通信的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)很多，僅常見的WSNs技術(shù)就包括Lonworks、ZigBee、6LowPAN、RUBEE等。各類技術(shù)主要針對(duì)某一應(yīng)用展開，之間缺乏兼容性和體系規(guī)劃。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)、外已經(jīng)在展開針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作，如3GPP、傳感器工作組，實(shí)現(xiàn)各種通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的互聯(lián)互通。

其次，它要有可管理能力。強(qiáng)大的管理能力，對(duì)于任何大型網(wǎng)絡(luò)都是必不可少的。首先要對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行管理，如注冊(cè)管理、權(quán)限管理、狀態(tài)監(jiān)管等。網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)的管理，如獲取節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)、狀態(tài)、屬性、能量等，以及遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)喚醒、控制、診斷、升級(jí)和維護(hù)等。由于子網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，協(xié)議的復(fù)雜性不同，所以網(wǎng)關(guān)具有的管理性能力不同。提出基于模塊化物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)方式來(lái)管理不同的感知網(wǎng)絡(luò)、不同的應(yīng)用，保證能夠使用統(tǒng)一的管理接口技術(shù)對(duì)末梢網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)一管理。

再者，它要有協(xié)議轉(zhuǎn)換能力。從不同的感知網(wǎng)絡(luò)到接入網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換、將下層的標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)統(tǒng)一封裝、保證不同的感知網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議能夠變成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和信令;將上層下發(fā)的數(shù)據(jù)包解析成感知層協(xié)議可以識(shí)別的信令和控制指令。

三、舉幾個(gè)典型的應(yīng)用案例

1、與醫(yī)療領(lǐng)域WLAN和IoT進(jìn)行融合

智慧醫(yī)療是物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的一種新型醫(yī)療形態(tài)，是物聯(lián)網(wǎng)融入到醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的場(chǎng)景化的產(chǎn)物，它不僅能夠幫助醫(yī)院實(shí)時(shí)監(jiān)控病人的健康，還可以有效管理整個(gè)醫(yī)院的運(yùn)營(yíng)，有效的節(jié)約了社會(huì)資源，而且也大大推進(jìn)了醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度。先進(jìn)的醫(yī)療物聯(lián)網(wǎng)方案將采用統(tǒng)一的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，同時(shí)覆蓋WLAN和IoT，實(shí)現(xiàn)了硬件部署的融合。通過(guò)采用一臺(tái)物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)引擎實(shí)現(xiàn)WLAN和IoT雙重設(shè)備控制管理、采用一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)管理移動(dòng)醫(yī)護(hù)和IoT業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)部署的融合，為醫(yī)療客戶上線移動(dòng)醫(yī)護(hù)和物聯(lián)業(yè)務(wù)排除了管理運(yùn)維的后顧之憂，加快了信息化步伐，成為智慧醫(yī)療的有效支撐。

目前，國(guó)內(nèi)的“新華三”可以實(shí)現(xiàn)物聯(lián)終端可以深入到單個(gè)房間，將物聯(lián)網(wǎng)信號(hào)引入到房間內(nèi)部，在感知層對(duì)各類終端和標(biāo)簽探知，接入層通過(guò)AP和RFID閱讀器實(shí)現(xiàn)掉數(shù)據(jù)的引入，管理層包括物聯(lián)網(wǎng)AC、物聯(lián)中間件MC和網(wǎng)管系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)全部終端和標(biāo)簽集中管理。

2、與工業(yè)制造的結(jié)合

在實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的過(guò)程中，網(wǎng)關(guān)是通往云端的必備設(shè)備。而近年網(wǎng)關(guān)部署的大爆發(fā)，促使了成噸的聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，開始大量往云端平臺(tái)上傳輸，但也就進(jìn)而引發(fā)了數(shù)據(jù)超載的問(wèn)題。 不過(guò)，人工智能中的機(jī)器學(xué)習(xí)，很快便接著在近期上場(chǎng)，這些云端式的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，將促使廠商往后在面臨工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所帶來(lái)的各種虛擬化挑戰(zhàn)時(shí)，有了十分明確的雛型可進(jìn)一步開發(fā)使用。

據(jù)悉，2017年物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的市場(chǎng)需求將持續(xù)攀升。在工業(yè)4.0的大浪潮下，目前在打造軟件與硬件兼完備的環(huán)境，皆還需要一段時(shí)間來(lái)使技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈更加成熟。不過(guò)，從各垂直產(chǎn)業(yè)對(duì)網(wǎng)關(guān)的需求出現(xiàn)明顯攀升的情況來(lái)看，萬(wàn)物聯(lián)網(wǎng)的世界在大廠領(lǐng)軍投入之下，已有了初步雛型。

物聯(lián)網(wǎng)收集到的數(shù)據(jù)數(shù)量可能非常龐大，且必須在很短的時(shí)間內(nèi)處理完，甚至有時(shí)也須加入機(jī)器學(xué)習(xí)。例如在工廠中，網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)到某一馬達(dá)的聲音有異常，機(jī)器便要能判斷其是否具有潛在的故障問(wèn)題，須要被檢測(cè)。

3、幫助水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)架構(gòu)和功能

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)施漁業(yè)信息化已經(jīng)成為設(shè)施漁業(yè)生產(chǎn)向集約、高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)方向發(fā)展的重要推動(dòng)力。物聯(lián)網(wǎng)利用ZigBee等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，感知養(yǎng)殖場(chǎng)的水質(zhì)情況，例如溫度、溶解氧濃度、PH值等，將這些數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。

一個(gè)高智能化的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)，包括兩部分：硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。

除了以上應(yīng)用外，高智能化物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還將廣泛應(yīng)用于智慧城市、智能電網(wǎng)、智慧醫(yī)療、智能交通等各行各業(yè)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代將會(huì)扮演著非常重要的角色。

四、市面上值得推薦的幾款相關(guān)產(chǎn)品

麥斯杰IsFit網(wǎng)關(guān)

麥斯杰IsFit網(wǎng)關(guān)單元是基于IsFit框架的物聯(lián)網(wǎng)前端采集匯聚節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)充分考慮應(yīng)用場(chǎng)景，將常用采集量提煉為基本配置，一體式、主從式等多種網(wǎng)關(guān)形態(tài)帶來(lái)了靈活多樣的擴(kuò)展方式和組網(wǎng)形式，同時(shí)設(shè)計(jì)上增加容錯(cuò)與冗余能力，并增強(qiáng)雷電與靜電防護(hù)等級(jí)，可靠性和性價(jià)比極高。

IsFit網(wǎng)關(guān)基于IsFit框架，為行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的保活、接入與邊緣計(jì)算需求設(shè)計(jì)的通用型網(wǎng)關(guān)，實(shí)現(xiàn)了模塊化、柔性化、霧化。它提供各類豐富的專用，通用接口，提供強(qiáng)大的功能配置接口和豐富的兼容協(xié)議，提供光以太網(wǎng)接口，提供 2G/3G/4G/WIFI/LoRa 等可選的無(wú)線接入方式，提供本地存儲(chǔ)功能，提供運(yùn)行程序和智能設(shè)備通訊協(xié)議程序遠(yuǎn)程下載和本地下載功能，具備設(shè)備自診斷、故障自定位功能，提供 WEB 瀏覽功能，支持智能設(shè)備底端或者中心解析功能。

力必拓T260S工業(yè)級(jí)3G/4G無(wú)線路由器

T260S是深圳市力必拓科技有限公司基于3G/4G網(wǎng)絡(luò)需求研發(fā)的性能優(yōu)異的無(wú)線通信產(chǎn)品。它主要應(yīng)用于行業(yè)用戶的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)透明傳輸，圖像傳輸，設(shè)備監(jiān)控以及無(wú)線路由上網(wǎng)等功能。

T260S采用高性能的32位處理器，可以高速處理協(xié)議和大量數(shù)據(jù)，可以搭配多種3G/4G工業(yè)模塊(
WCDMA/EVDO/TD-SCDMA/FDD-LTE/TD-LTE網(wǎng)絡(luò))。提供10/100M以太網(wǎng)口，WIFI無(wú)線接口、串口、USB接口。可以對(duì)接多種終端設(shè)備。

支持WEB配置方式，管理方便簡(jiǎn)單，支持遠(yuǎn)端短信控制。

Alien Technology超高頻(UHF)RFID讀寫器兼網(wǎng)關(guān)設(shè)備ALR-F800-X

ALR-F800-X既是一款UHF讀卡器設(shè)備，也是一個(gè)網(wǎng)關(guān)設(shè)備，可從4個(gè)額外的Alien讀卡器上收集讀取數(shù)據(jù)，然后解讀該信息并轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器。

該新款設(shè)備配備了Emissary軟件，這樣用戶便可為ALR-F800-X的網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)讀卡器，天線及外圍設(shè)備及其位置創(chuàng)建邏輯名稱。例如，用戶可對(duì)設(shè)備進(jìn)行命名(如：Dock Door 4或Conveyor 5)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的序列號(hào)標(biāo)識(shí)。

然而，該設(shè)備還在與多家公司進(jìn)行beta測(cè)試，預(yù)計(jì)將于2017年7月開始銷售。

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