工业物联网网关的功能和应用

　　工业网关主要功能

　　1、基本功能

　　所谓网关，主要负责两个异质网络的连接，这在工业物联网场景中尤其常见，因为传感网络经常采用的是和通用的网络层（长输网）完全不同的电气信号和协议。

　　2、感知层信号接口

　　主要承担对接传感网内各设备的信号的任务。该模块包括对接不同电气信号的硬件接口，也包括对应的数据采集和指令发送的软件。为了应对感知层的复杂性，工业网关的生产企业一般会根据其目标应用领域的不同，配备感知层信号接口的一个硬件接口和协议组合。

　　3、网络层信号接口

　　主要承担对接网络层的信号的任务。相对感知层信号接口而言，网络层信号接口一般相对简单得多，因为通常整个系统中只需要一种标准的长输网络及其协议，所以对应的硬件接口和数据收发软件都相对单一。不过这并不是说只能支持一种，在实际应用中，工业网关的生产企业为了产品的通用性往往设计成可以支持多种长输网络的形式。具体的形式，可以是多种接口同时配备的方式，也可以是将产品设计成插卡可配置的形式，让用户选择不同的配置在出厂的时候配置好。

　　4、数据处理

　　设备端的数据处理主要解决的是数据失配问题。也就是说，服务端需要的数据的范围、频率、完整性等方面的差异。数据处理的目的是整理输入接口进入的数据，转化成适合输出的数据形式并推送到输出接口。这里的输入方和输出方即可以由设备端扮演，也可以由服务端扮演，因此数据的流动是双向的，而且因数据的类型不同也有所区别。

　　5、就地数据库

　　处理后的数据在某些场景下还需要存储在网关本地的数据库内，以便复杂的数据处理流程或者其他的就地业务逻辑处理而使用。因为工业网关一般属于嵌入式计算设备，所以此类数据库一般也采用嵌入式数据库。嵌入式数据库功能较为简单，一般有内存缓冲以提高存取速度。

　　6、就地业务逻辑

　　主要是处理与网关所关联的那部分传感网所连接的设备、传感器和执行器有关的局部系统的业务逻辑。不同网关的就地业务逻辑模块的丰富和复杂程度差异较大，如果一个工业网关中没有这部分功能模块，则经常被称为数据透传式的网关，或者称为协议转换器、通讯管理机。对就地业务逻辑的详细描述，可参见“边缘计算”。

　　7、其他功能

　　除了以上主要模块，一个网关还往往配置其功能的用户操作界面，可以采用按键、命令行（通过telnet或串口）或者图形界面的模式（如内置有WEB Server甚至带有面板）。如果网关具有就地业务逻辑，可能还需要向其加载本地业务逻辑所需要的脚本文件、配置文件的工具。

　　工业智能网关应用

　　工业物联网网关的应用范围广，无需布线，减少运维成本，安装便捷，即插即用，适用于机房、机站动力、环境监控系统，低压配电监控系统，电能数据监控系统，工厂机器设备、生产线运行状态监控系统，生产信息采集系统等无线监测与预警。

　　智能网关适用于水、气、汽管网监测;EMS（能源管理系统）信号采集、传输;市政供、排水管网、管沟监测;地下管廊环境监测。生产制造、加工企业生产过程信号采集、数据传输; MES（制造执行系统）信号采集、数据传输;危化场所环境监测。大气环境监测信号采集、数据传输;农业大棚环境监测信号采集、数据传输;养殖环境监测信号采集、数据传输;医药、食品仓储环境监测信号采集、数据传输。