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物聯(lián)網(wǎng)是通過智能感知、射頻識別技術(shù)與普適計算、泛在網(wǎng)絡(luò)的融合應(yīng)用，被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)的主要目的在于使具有射頻技術(shù)、紅外傳感技術(shù)或其他具有感知能力的新型傳感設(shè)備，能夠無縫的融入互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)相互之間的信息交換，和進一步的智能識別、監(jiān)控管理。

 

 

在物聯(lián)網(wǎng)的信息感知領(lǐng)域中，由于無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用場景具有特殊性，其一般應(yīng)用于局部區(qū)域內(nèi)，網(wǎng)與網(wǎng)之間本身無法通信，也不適合于實現(xiàn)遠程的數(shù)據(jù)傳輸，這使得傳感設(shè)備節(jié)點形成了一個個信息孤島，無法實現(xiàn)真正的全面互聯(lián)互通、協(xié)同感知。此外，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的感知技術(shù)種類繁多，采用不同的通信協(xié)議，根本無法實現(xiàn)互聯(lián)互通。

 

 

康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)

 

康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)，作為一個新的名詞，在未來的物聯(lián)網(wǎng)時代將會扮演非常重要的角色，它將成為連接無線傳感網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的紐帶，完成無線傳感網(wǎng)絡(luò)、傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)以及其它不同類型網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)局域和廣域的數(shù)據(jù)互聯(lián)。此外物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還需要具備設(shè)備管理功能，運營商通過物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以管理底層的各感知節(jié)點，了解各節(jié)點的相關(guān)信息，并實現(xiàn)遠程控制。

 

 

從功能上講，物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)主要實現(xiàn)以下三個功能：

感知網(wǎng)絡(luò)接入的能力

康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)具有對各節(jié)點屬性、狀態(tài)等信息的獲取功能，即可以感知各節(jié)點的實時狀態(tài)。其次是具有對節(jié)點的遠程控制、喚醒、診斷等功能，即實現(xiàn)節(jié)點的自動化管理。

異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互通的能力

康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)擁有完善的尋址技術(shù)，以確保所有節(jié)點的信息都能被準確、高效、安全地進行定位和查詢。隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的發(fā)展，節(jié)點地址的數(shù)量會逐漸增大，且其編碼結(jié)構(gòu)與 DNS中的域名結(jié)構(gòu)不同，因此需要有一套與互聯(lián)網(wǎng)不同的尋址技術(shù)以滿足需求。

通訊與數(shù)據(jù)格式標準化

康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)到傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議轉(zhuǎn)換，將協(xié)議適配層上傳輸?shù)臉藴矢袷綌?shù)據(jù)進行統(tǒng)一封裝，將廣域接入層下發(fā)的數(shù)據(jù)解包成標準格式數(shù)據(jù)，實現(xiàn)命令的解析，之后轉(zhuǎn)換為感知層協(xié)議可以識別的信號和控制指令。

簡單地講，康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)具有：首先，是收集傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)；其次，執(zhí)行數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換；較后，將協(xié)議轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)快速有效的發(fā)送到公共網(wǎng)絡(luò)。除此以外，康卓KZ-601RM物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)還具有相應(yīng)的管理和控制能力。

 

 

 

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)

 

1、感知網(wǎng)絡(luò)接入

物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)需要具有感知網(wǎng)絡(luò)接入的能力。感知網(wǎng)絡(luò)主要由功能各異的傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，這些傳感器設(shè)備主要包括攝像頭、讀卡器、標簽、聲敏傳感器、壓敏傳感器、溫敏傳感器等。獲取這些傳感器感知信息的方式可謂是千差萬別，至今沒有統(tǒng)一的標準，主要的接入方式可分為有線接入和無線接入。主流的有線接入方式包括 CAN、RS232/485、Ethernet等,  CAN 多用于汽車計算機控制系統(tǒng)中，RS232/485 主要用于一些較老的設(shè)備控制和低速率數(shù)據(jù)傳輸，Ethernet 對于遠距離、大信息量的傳感器數(shù)據(jù)傳輸是非常可靠有效的。

主流的無線接入方式包括 Zigbee、Bluetooth、IrDA、Wi-Fi，它們都屬于近程通信的范疇。Zigbee 具有功耗低、組網(wǎng)靈活等特點，該技術(shù)一般用作低速率短距離無線傳輸和控制。Bluetooth 主要用于對于實時性較高的系統(tǒng)中，如鼠標、鍵盤、耳機等。IrDA 利用紅外線進行點到點的傳輸，紅外傳輸設(shè)備的特點是體積小、功耗低、成本低等，由于紅外線傳輸只能是點對點的無遮擋傳輸，所以在一定程度上將受到應(yīng)用環(huán)境的限制。

Wi-Fi 作為推進速度較快的無線接入技術(shù)已經(jīng)歷了十幾個版本的迭代，現(xiàn)在已廣泛的應(yīng)用于與手機、筆記本電腦以及各類智能產(chǎn)品中，具有布網(wǎng)簡單、覆蓋范圍廣、傳輸速率快的優(yōu)點，但是wifi同樣也有功耗較高和協(xié)議復雜等缺點。

 

 

2、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互通

物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)需要具有異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互通的能力。由于不同的傳感器網(wǎng)絡(luò)對感知信息采用不同的協(xié)議封裝，這將導致網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)的軟隔離，一方面，物理上已相互連的接感知網(wǎng)絡(luò)之間無法完成通信，另一方面，感知網(wǎng)絡(luò)無法與核心交換網(wǎng)絡(luò)完成通信進而感知數(shù)據(jù)無法被遠程訪問，因此需要設(shè)置協(xié)議網(wǎng)關(guān)來解決此問題。

在傳統(tǒng)的利用 RS-232/485 通信傳感器網(wǎng)絡(luò)中，總線標準和協(xié)議較多，比較通用的是 Modbus協(xié)議、Profibus 協(xié)議、Interbus 協(xié)議，其中 Modbus 協(xié)議被廣泛用在智能交通、智能農(nóng)業(yè)、智能建筑中。

由于 Internet 以及由 Ethernet 和 Wi-Fi接入的傳感器網(wǎng)絡(luò)都是基于 TCP/IP 協(xié)議棧，若遠程用戶需要對采用 Modbus 協(xié)議的設(shè)備進行訪問和控制，則必須對 Modbus 報文按照 TCP/IP 協(xié)議進行應(yīng)用層封裝或協(xié)議轉(zhuǎn)換。

此外，由于 IPv4 地址已日近枯竭，新一代的 IPv6 協(xié)議將逐步取代 IPv4 協(xié)議，而 IPv4 向IPv6 過渡的階段是一個長期的過程，在這個階段中，IPv4 網(wǎng)絡(luò)將和 IPv6 網(wǎng)絡(luò)處于共存狀態(tài)，因此物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)需要解決 IPv4 網(wǎng)絡(luò)與IPv6 網(wǎng)絡(luò)的互通問題。

 

 

3、通訊與數(shù)據(jù)格式標準化

物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)需要具有監(jiān)測控制管理的能力和兼容新節(jié)點接入的能力。這里的監(jiān)測控制管理，包括對接入傳感器狀態(tài)和感知信息的集中監(jiān)測、對傳感器和網(wǎng)關(guān)自身的控制、管理。一方面，網(wǎng)關(guān)中的各功能模塊要做到可以靈活控制，配置方式要做到簡單、多種方式、人機友好，另一方面既能通過本地網(wǎng)絡(luò)、串口進行控制，又能遠程跨網(wǎng)段進行集中管理。

此外不同的物聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點種類非常豐富。監(jiān)測控制管理的內(nèi)容不僅包括對網(wǎng)關(guān)節(jié)點自身的狀態(tài)和功能，還要包括對接入傳感器網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和信息。為了實現(xiàn)這些功能，就必須要讓所有的智能網(wǎng)關(guān)節(jié)點使用標準化的通信方式，才能使整個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)具有高可維護性。