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开源免费的物联网网关 IoT Gateway

来源:https://www.wlworld.com.cn 时间:2024-09-12 编辑:admin 手机版

开源免费的物联网网关 IoT Gateway

物联网网关即IOT网 (IoT Gateway) 作为连接物联网感知层与网络层的关键设备,肩负着将数据汇聚、处理和转发的任务,实现设备间的通信与数据交互。它们支持多样化的协议与接口,如Zigbee、蓝牙、WiFi、以太网等,广泛应用于智能家居、智能城市与工业自动化等领域。

物联网网关根据部署位置与功能,主要分为边缘网关、云网关、雾网关、无线网关、工业网关、多协议网关与混合网关。

边缘网关,部署在网络边缘,更靠近物联网设备,执行数据处理、协议转换与过滤,减少延迟与对云的依赖,适用于需要实时响应和本地决策的应用。

云网关,促进物联网设备与云平台间的通信,将数据传输到云服务进行存储、分析和进一步处理,适合需要大量数据分析与基于云服务的应用。

雾网关,类似边缘网关,部署在网络边缘,但具备更强的处理与存储能力,执行本地数据处理与分析,并将数据转发至云端,适用于需要本地处理与云连接相结合的应用。

无线网关设计用于连接无线物联网设备,使用Wi-Fi、蓝牙、Zigbee或蜂窝网络技术,提供必要的连接与协议转换功能,解决无线设备与中央系统间的通信问题。

工业网关专为恶劣环境设计,具备高性能、可扩展性与与工业协议(如Modbus、Profibus)兼容性,将工业物联网设备连接至中央系统,实现高效数据管理。

多协议网关支持多种通信协议与标准,允许不同协议的设备无缝连接与通信,简化集成与互操作性挑战,广泛应用于物联网设备生态系统。

混合网关结合边缘计算功能与云连接,提供本地处理与决策的灵活性,同时利用云资源进行数据分析与存储,适用于需要平衡边缘与云功能的应用。

开源免费的物联网网关产品包括Eclipse Kura、FluxMQ、IIoT Gateway、Node-RED、Open62541、Thingsboard等。其中,Eclipse Kura与Node-RED提供基于Java/Osgi的容器与可视化IOT编程功能,FluxMQ为高性能、云原生的物联网云网关,IIoT Gateway作为工业物联网网关,Open62541与Thingsboard则分别为OPC UA项目与开源的物联网平台。

物联网网关:PLC与物联网的集成

可编程逻辑控制器(PLC) 几乎存在于所有现代工业中。尽管它们有多种形状和形式,但它们有一个目标:在复杂的工业应用中实时控制、测量和执行任务。

几十年来,PLC一直在工厂车间的自动化系统中扮演着强大而灵活的大脑的角色。事实上,它们被称为OT世界中的边缘计算机。但是,虽然PLC在特定的工业控制过程中不断发展,但工业物联网 (IIoT) 技术正在颠覆整个行业。

将PLC系统与工业物联网架构集成将带来前所未有的价值和优势。但将PLC集成到物联网领域并非易事,尤其是当PLC的网络能力较差且缺乏互操作性时。这就是工业物联网网关派上用场的地方,因为它使所有PLC为物联网做好准备。

1. PLC 挑战:

PLC 持续监控输入设备(例如传感器)的状态,根据自定义程序做出决策,并触发对控制设备(例如执行器或警报系统)的输出。所有这些输入使 PLC 集中了大量的操作数据,不幸的是,这些数据最终被锁定在工厂内。尽管大多数现代 PLC 可以使用基本网络功能相互通信或将信息发送到本地仪表板,但它们并不是为远程通信而设计的。

以下是PLC面临的三个最常见的挑战:

数据交换。

PLC自动化网络通常是闭环的,其中有价值和关键的数据最终被锁定在工厂车间内。这些网络最终会造成有问题的数据孤岛。较差的网络连接导致传统PLC与高端系统的数据交换有限。尽管现代PLC具有用于数据交换的以太网等连接功能,但在复杂和恶劣的工业环境中部署有线基础设施可能具有挑战性。

互操作性。

大多数PLC型号,尤其是旧型号,使用专有数据交换或供应商特定协议,使互操作性复杂化。某些SCADA和ICS系统也是特定于供应商的,并且只能与来自同一供应商的PLC一起运行。这种互操作性的缺乏会使PLC与SCADA、ICS或IT系统等系统的集成变得具有挑战性。

缺乏数据洞察力。

随着时间的推移,PLC会积累轻微的不一致,例如I/O模块错误,或者也可能会遭受断电,这可能会间接危及整个控制系统。为避免此类PLC问题,工厂工程师需要不断仔细地检查机器。不幸的是,PLC缺乏监控和预测机器问题的系统。

2.将PLC与工业物联网网关集成。

工业物联网网关集成了所有PLC,并使它们为互联行业做好准备。工业物联网网关可以弥合OT和IT之间的差距,允许将PLC集成到 IT、SCADA 或 ICS 网络。

工业物联网网关为PLC提供接口。它允许更轻松地收集数据、连接互联网、访问基于云的应用程序、存储等。物联网网关将数据可靠、安全地传输到云平台或本地管理或监控系统。收集的数据可用于机器状态跟踪、资产利用、故障检测、机器性能和单位维护成本。

此外,PLC旨在在恶劣的环境中运行。因此,任何在相同条件下工作的IT相关设备也需要坚固耐用。工业的物联网网关是坚固的,因此它是能够经受恶劣的环境中,而在同一时间提供连通性,安全性和数据处理。

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