物联网网关自动化机械的智能连接之道解锁总线技术的奥秘

  • 科研进展
  • 2025年01月25日
  • 在物联网(IoT)和工业物联网(IIoT)的讨论中,连接与通信是两个永恒的话题。没有物联网网关这样的中继设备来管理各种连接和通信协议,连接数百或数千个设备并使它们互通,以及与更高级别的系统及云端进行数据交换,将是一项不可能完成的任务。 支持IoT设备采用多种不同的通信协议,这取决于设备、用途以及环境条件。物联网网关作为这些设备与云端之间的桥梁,促进了它们之间信息流动。它是硬件形式的“调解人”

物联网网关自动化机械的智能连接之道解锁总线技术的奥秘

在物联网(IoT)和工业物联网(IIoT)的讨论中,连接与通信是两个永恒的话题。没有物联网网关这样的中继设备来管理各种连接和通信协议,连接数百或数千个设备并使它们互通,以及与更高级别的系统及云端进行数据交换,将是一项不可能完成的任务。

支持IoT设备采用多种不同的通信协议,这取决于设备、用途以及环境条件。物联网网关作为这些设备与云端之间的桥梁,促进了它们之间信息流动。它是硬件形式的“调解人”,确保不同系统间无缝对接。

IoT中的网关负责将使用众多通信协议,如以太网/IP、Modbus、Wi-Fi、蓝牙/LE和ZigBee等,相互联系起来,使得这些基于本地内部网络上运行的制造执行系统(MES)或监督控制和数据采集系统(SCADA)能够协同工作。在工业自动化领域,它们填补了运营技术(OT)与信息技术(IT)的差距。

然而,物联网网关不仅仅是简单传输工具,它还会在数据从边缘到中心过程中进行加密处理、过滤更新,并且执行其他操作,以减少传输需求。这其中包括预处理和过滤功能,这些都是提高效率必不可少的一部分。对于那些位于远程区域且网络信号不稳定的场所来说,该特性尤其重要,因为它可以通过本地存储保证历史记录连续性。

当谈及智能化时,我们常提到的术语有“边缘计算”,指的是将某些复杂计算从云端转移到物理世界,即边缘位置。这意味着除了基础功能之外,还可以在物联网网关上实现更多高级功能,比如更加精细的地理定位服务或实时分析能力。当我们说一个智能网关时,我们是在谈论这类具有高度自主性的终端,可以独立于中央服务器做出决策,并根据需要实时调整自己的行为模式。

利用这种边缘计算,不但能确保关键数据即刻可用,而且还减少了对远程资源的依赖,从而降低整个IIoT应用程序所需带宽和计算资源。此外,在关键任务决策方面,每一毫秒都至关重要。一旦数据离开本地环境就被发送到云端,那么任何延迟都可能导致灾难性的后果,比如错失行动机会,或造成生产线上的故障等问题。而边际层次则提供了一种直接响应命令并立即采取行动的手段,无需经过云端路由。

最后,对于安全性而言,更往下推送敏感信息也意味着更小范围内受损。如果某个地方产生大量无法有效处理的大量数据,那么完全移植所有内容到云端显然是不切实际也不经济。但如果只有必要的小部分被发送,则成本大幅度降低,而性能保持最佳。此处,便体现出了智慧之源——选择最合适的情景,以最大限度提升效率,同时保护好隐私安全。

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