工业物联网智能网关的功能以及应用

工业物联网智能网关的概述：

   工业物联网智能网关作为工业 4.0 的组成部分之一，生产与办公信息系统之间的网络互联呈现出日新月异的持续性发展。通过基于云技术采集、分析生产数据，能够显著优化生产。但现有工厂在这一方面的网络互联存在着一个巨大的挑战，即：不同制造商生产的机器设备以及不同技术水平的生产设备通常采用了不同的数据语言。此时，解决办法通常是进行耗时耗力的、复杂的改造。
   对于这类情况，利用智能网关完成不同数据源间的通信协调和分析，再将通信内容转发给相应接收者是一个相对而言易于实现的解决方案。即使现有工厂，也可采用该解决方案实现能够满足未来需求的生产方案。

工业物联网智能网关的功能：

   1. 管理功能。物联网网关可以获取各节点的属性和实时状态信息，并实现对节点的状态控制、唤醒与睡眠、在线诊断等功能，同时支持通过二次编程实现对节点的自动化管理。
   2. 源寻址功能。寻址技术可确保各个节点的信息被精准实时地定位和查询，以满足跨域通信的需求。由于节点地址结构与DNS的域名结构不同，因此需要开发新的源寻址技术。
   3. 协议转换与数据格式标准化功能。为了实现无线传感网络与传统通信网络的数据交互，需要由网关充当协议转换的角色，将上传的标准格式数据进行统一封装，将下发的数据解包成标准格式数据，使得指令可被识别。
   4. 物联网网关通常基于工控计算机设计，以满足对性能和应用的需求，并对整个系统的资源进行管理。在工业应用中受实时性、稳定性、环境与成本限制，物联网网关常以无线广域网（WWAN）和本地现场总线的结合为主，以适应各种复杂的工业环境。现阶段较为成熟的无线广域网通信技术有GPRS技术、4G技术和卫星通信技术，而应用广泛的现场总线技术有CAN、PROFIBUS、LONWORKS、HART、MODBUS等。
   5. 数据传输可以在主动或被动的工作机制下运行。处于主动工作模式时，只有在被控数据产生变化，或设置定时任务时才会产生数据传输，其优点是简化了终端采集功能，并降低了运行功耗；处于被动工作模式时，只有在收到主动发出的查询指令时才会产生数据传输，给予了监控中心权限，但功耗升高，传输效率降低。物联网网关采用混合式数据传输机制，使用应答机制侦听双向数据，使用主动机制多阈值定时采集传输数据，从而兼顾了主动式和应答式的优点，在功耗与传输效率间取得了平衡。