隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，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)除了要擔負不同類型感知網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換的職責，而且設(shè)備自身還將越來越智能化，會具備一定的底層節(jié)點設(shè)備管理功能。

一、聽一個關(guān)于“網(wǎng)關(guān)”的通俗故事

假設(shè)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(wǎng)關(guān)。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(yīng)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(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(wǎng)關(guān))。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(wù)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(lián)系一下小明吧。

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

就這樣你和小明取得了聯(lián)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(jīng)過一扇門。同樣，從一個網(wǎng)絡(luò)向另一個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息，也必須經(jīng)過一道“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)就是一種充當轉(zhuǎn)換重任的計算機系統(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)是一個翻譯器，網(wǎng)關(guān)能對收到的信息要重新打包，以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時，網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功能。

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)，您能做到對所有設(shè)備都了解嗎?相比互聯(lián)網(wǎng)，未來物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議將更多，碎片化現(xiàn)象將更為嚴重，這樣一來，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)就需要能夠把前端采集得來的信息進行簡單的處理整合，再輸送到遠端。

以我們身邊的家電為例，空調(diào)、冰箱、洗衣機、電視機、熱水器、微波爐、電飯煲等未來都將具備通信功能。當它們需要跟外界通信實現(xiàn)遠程操控時，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)備間實現(xiàn)對話也是一個個難題。

而相關(guān)的研究數(shù)據(jù)顯示，截至2020年，將有超過2000億臺設(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，完成對上、下行數(shù)據(jù)的放行或阻斷。因此，未來的物聯(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需要，從而真正實現(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)標準很多，僅常見的WSNs技術(shù)就包括Lonworks、ZigBee、6LowPAN、RUBEE等。各類技術(shù)主要針對某一應(yīng)用展開，之間缺乏兼容性和體系規(guī)劃。現(xiàn)在國內(nèi)、外已經(jīng)在展開針對物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)進行標準化工作，如3GPP、傳感器工作組，實現(xiàn)各種通信技術(shù)標準的互聯(lián)互通。

其次，它要有可管理能力。強大的管理能力，對于任何大型網(wǎng)絡(luò)都是必不可少的。首先要對網(wǎng)關(guān)進行管理，如注冊管理、權(quán)限管理、狀態(tài)監(jiān)管等。網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)子網(wǎng)內(nèi)的節(jié)點的管理，如獲取節(jié)點的標識、狀態(tài)、屬性、能量等，以及遠程實現(xiàn)喚醒、控制、診斷、升級和維護等。由于子網(wǎng)的技術(shù)標準不同，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)對末梢網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行統(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、將下層的標準格式的數(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)議可以識別的信令和控制指令。

三、舉幾個典型的應(yīng)用案例

1、與醫(yī)療領(lǐng)域WLAN和IoT進行融合

智慧醫(yī)療是物聯(lián)網(wǎng)時代的一種新型醫(yī)療形態(tài)，是物聯(lián)網(wǎng)融入到醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的場景化的產(chǎn)物，它不僅能夠幫助醫(yī)院實時監(jiān)控病人的健康，還可以有效管理整個醫(yī)院的運營，有效的節(jié)約了社會資源，而且也大大推進了醫(yī)療衛(wèi)生系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)速度。先進的醫(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)，同時覆蓋WLAN和IoT，實現(xiàn)了硬件部署的融合。通過采用一臺物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)引擎實現(xiàn)WLAN和IoT雙重設(shè)備控制管理、采用一個物聯(lián)網(wǎng)平臺管理移動醫(yī)護和IoT業(yè)務(wù)，實現(xiàn)了多業(yè)務(wù)部署的融合，為醫(yī)療客戶上線移動醫(yī)護和物聯(lián)業(yè)務(wù)排除了管理運維的后顧之憂，加快了信息化步伐，成為智慧醫(yī)療的有效支撐。

目前，國內(nèi)的“新華三”可以實現(xiàn)物聯(lián)終端可以深入到單個房間，將物聯(lián)網(wǎng)信號引入到房間內(nèi)部，在感知層對各類終端和標簽探知，接入層通過AP和RFID閱讀器實現(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)，實現(xiàn)對全部終端和標簽集中管理。

2、與工業(yè)制造的結(jié)合

在實現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的過程中，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上傳輸，但也就進而引發(fā)了數(shù)據(jù)超載的問題。 不過，人工智能中的機器學習，很快便接著在近期上場，這些云端式的機器學習模型，將促使廠商往后在面臨工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所帶來的各種虛擬化挑戰(zhàn)時，有了十分明確的雛型可進一步開發(fā)使用。

據(jù)悉，2017年物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的市場需求將持續(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，皆還需要一段時間來使技術(shù)與產(chǎn)業(yè)鏈更加成熟。不過，從各垂直產(chǎn)業(yè)對網(wǎng)關(guān)的需求出現(xiàn)明顯攀升的情況來看，萬物聯(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，且必須在很短的時間內(nèi)處理完，甚至有時也須加入機器學習。例如在工廠中，網(wǎng)關(guān)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)到某一馬達的聲音有異常，機器便要能判斷其是否具有潛在的故障問題，須要被檢測。

3、幫助水產(chǎn)養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實現(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)展的重要推動力。物聯(lián)網(wǎng)利用ZigBee等無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，感知養(yǎng)殖場的水質(zhì)情況，例如溫度、溶解氧濃度、PH值等，將這些數(shù)據(jù)實時發(fā)送至物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。

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

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)在未來的物聯(lián)網(wǎng)時代將會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，設(shè)計充分考慮應(yīng)用場景，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)帶來了靈活多樣的擴展方式和組網(wǎng)形式，同時設(shè)計上增加容錯與冗余能力，并增強雷電與靜電防護等級，可靠性和性價比極高。

IsFit網(wǎng)關(guān)基于IsFit框架，為行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點的保活、接入與邊緣計算需求設(shè)計的通用型網(wǎng)關(guān)，實現(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 等可選的無線接入方式，提供本地存儲功能，提供運行程序和智能設(shè)備通訊協(xié)議程序遠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3G/4G無線路由器

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)，支持數(shù)據(jù)透明傳輸，圖像傳輸，設(shè)備監(jiān)控以及無線路由上網(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無線接口、串口、USB接口。可以對接多種終端設(shè)備。

支持WEB配置方式，管理方便簡單，支持遠端短信控制。

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，也是一個網(wǎng)關(guān)設(shè)備，可從4個額外的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，用戶可對設(shè)備進行命名(如：Dock Door 4或Conveyor 5)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的序列號標識。

然而，該設(shè)備還在與多家公司進行beta測試，預(yù)計將于2017年7月開始銷售。

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