【物聯大師】之物聯網智慧閘道器

rudern發表於2022-06-11

一、閘道器是什麼

閘道器(Gateway)又稱網間聯結器、協議轉換器。閘道器在網路層以上實現網路互連,是複雜的網路互連裝置,僅用於兩個高層協議不同的網路互連。閘道器既可以用於廣域網互連,也可以用於區域網互連。 閘道器是一種充當轉換重任的計算機系統或裝置。使用在不同的通訊協議、資料格式或語言,甚至體系結構完全不同的兩種系統之間,閘道器是一個翻譯器。與網橋只是簡單地傳達資訊不同,閘道器對收到的資訊要重新打包,以適應目的系統的需求。

1.1、工業閘道器

工業閘道器也叫工業物聯網智慧閘道器、無線資料採集閘道器、通訊採集閘道器,PLC無線閘道器,工業通訊閘道器,屬於無線感測器網路產品。工業閘道器是一款具備挖掘工業裝置資料並接入到雲平臺的智慧嵌入式網路裝置。

工業閘道器是物聯網和工控系統的核心組成器件。網頁閘道器起的是承上啟下的作用。上即上位機,電腦/觸屏監控系統、MES這些;下即下位機,包括PLC、感測器、嵌入式晶片等。他的基本功能就是“翻譯功能”將不同協議的下位機產品反饋給上位機。

【物聯大師】之物聯網智慧閘道器

工業閘道器價格一般在2000~5000元不等,主要取決功能豐富性和系統可靠性。但隨著行動網路的發展,工業閘道器的部分應用場景被DTU取代。

1.2、DTU(資料傳輸單元)

DTU (Data Transfer unit),是專門用於將串列埠資料轉換為IP資料或將IP資料轉換為串列埠資料透過無線通訊網路進行傳送的無線 終端裝置。DTU廣泛應用於氣象、 水文水利、地質等行業。

DTU的價格一般在100~500元不等,主要取決於通訊速率和穩定性。

【物聯大師】之物聯網智慧閘道器

DTU可以將資料直接轉發至伺服器(上位機),在伺服器完成協議解析。這種模式下,硬體成本大大降低,專案實現簡單,方便。但是有幾個問題:

  1. 資料直接裸奔在網際網路上,不安全
  2. 裝置資料量之後,伺服器壓力太大
  3. 伺服器工作異常後,所有裝置都會失控

為了解決以上問題,國外提出了邊緣計算的概念:

邊緣計算,是指在靠近物或資料來源頭的一側,採用網路、計算、儲存、應用核心能力為一體的開放平臺,就近提供最近端服務。其 應用程式在邊緣側發起,產生更快的 網路服務響應,滿足行業在實時業務、應用智慧、安全與隱私保護等方面的基本需求。邊緣計算處於物理實體和工業連線之間,或處於物理實體的頂端。而云端計算,仍然可以訪問邊緣計算的歷史資料。

二、智慧閘道器

智慧閘道器是網路裝置,是區域網路智慧化的關鍵,一般支援虛擬網路接入、wifi接入、有線寬頻接入等,透過它可實現對區域網內各感測器、網路裝置、攝像頭以及主機等裝置的資訊採集、資訊輸入、資訊輸出、集中控制、遠端控制、聯動控制等功能。

智慧閘道器正是邊緣計算重要的一環,但目前市面的智慧閘道器還是以原始的工業閘道器為主,雖然協議支援眾多,但是不具體計算、儲存和應用的功能。


【物聯大師】之物聯網智慧閘道器

2.1、物聯大師

物聯大師是 真格智慧實驗室推出的開源且免費的物聯網閘道器係統,整合了Modbus和主流PLC等多種協議,支援資料採集、公式計算、定時控制、異常報警、自動控制策略、流量監控、遠端除錯等功能, 適用於大部分物聯網或工業網際網路應用場景。 系統採用Golang程式設計實現,支援多種作業系統和CPU架構,可以執行在智慧閘道器上,也可以安裝在現場的電腦或工控機上,還可以部署到雲端伺服器。 系統支援視覺化顯示,內建組態編輯器和元件庫,能夠實現Web組態(SCADA),支援投放到大屏上。

專案開源地址:

github.com/zgwit/iot-ma

gitee.com/zgwit_labs/io

2.2、如何部署在智慧閘道器上

  1. 透過build.sh,編譯出arm架構程式檔案(armv6和armv7視CPU而定)
  2. 將程式檔案下載到閘道器中
  3. 執行iot-master -i 安裝為系統服務,在掉電後也能自啟動
  4. 修改配置檔案iot-master.yaml,指定埠,檔案目錄等
  5. 透過瀏覽器訪問物聯大師,就可以開心地使用了


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