趙文博

（成都七中萬達(dá)學(xué)校 610036）

物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)的核心技術(shù)分析

趙文博

（成都七中萬達(dá)學(xué)校 610036）

在IP承載網(wǎng)、無線傳感器以及傳感器技術(shù)的發(fā)展下，物聯(lián)網(wǎng)在各類行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的組網(wǎng)和接入設(shè)備，承擔(dān)著將信息封裝為IP數(shù)據(jù)并進(jìn)行傳送的任務(wù)，是物聯(lián)網(wǎng)中的核心。本文主要針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用化智能網(wǎng)關(guān)關(guān)鍵技術(shù)展開分析。

物聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)用化智能網(wǎng)關(guān)；核心技術(shù)

引言

物聯(lián)網(wǎng)是計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)兩大信息產(chǎn)業(yè)浪潮之后的第三次信息大潮，它的概念是在1999年提出來的。計(jì)算機(jī)浪潮是以個(gè)人計(jì)算機(jī)為中心的革命，互聯(lián)網(wǎng)浪潮是以信息處理為中心的信息革命。而物聯(lián)網(wǎng)浪潮是在這兩次信息革命浪潮的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是進(jìn)一步將信息交流提升到感知層。物聯(lián)網(wǎng)就是把所有物品通過RFID、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等將信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，繼而在商品流動(dòng)過程中，對商品的定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。應(yīng)用化智能網(wǎng)關(guān)的出現(xiàn)為物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息感知提供了主要的接入設(shè)備，而且在信息處理過程中智能網(wǎng)關(guān)也被理解為基本的智能單元。此外，智能網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還可以自動(dòng)收集傳感器中的數(shù)據(jù)，再利用網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)送出去，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，有著顯著的優(yōu)勢。

1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心

信息技術(shù)發(fā)展日新月異，從原先人與人間的通信，也已經(jīng)快速發(fā)展到人與物，物與物之間的信息通信，這是物聯(lián)網(wǎng)新型信息交流比傳統(tǒng)信息交流更為先進(jìn)的地方。在電信網(wǎng)的信息交流過程中，通話費(fèi)用貴，通話要求在同一時(shí)間內(nèi)，盡可能少節(jié)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行。并且通話工具受到電量的限制，需要及時(shí)充電。針對于這種問題的存在，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并且得到迅速的擴(kuò)展。無線傳感器具有低功耗、規(guī)模大、動(dòng)態(tài)組網(wǎng)等特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了人與物、物與物之間的信息交流。

但是隨著物聯(lián)網(wǎng)信息交流的增多和距離的增加，問題也隨之產(chǎn)生。這些感知類網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一般應(yīng)用在一定范圍內(nèi)，感知技術(shù)種類繁多，相互之間因?yàn)閰f(xié)議不同，無法實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)互通。這樣就產(chǎn)生了一種信息網(wǎng)絡(luò)交換工具——物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。

2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)技術(shù)

為了延長傳感器的傳輸距離，人們通過sink節(jié)點(diǎn)把接入互聯(lián)網(wǎng)的傳感器連接起來。這種跨越傳感器范圍的通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)實(shí)際上就是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的雛形。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)成為物聯(lián)網(wǎng)的傳輸樞紐，它可以打破不同類型局域網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議限制實(shí)現(xiàn)透明傳輸。有效把局域網(wǎng)與局域網(wǎng)，或者局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)連接起來。使?fàn)I運(yùn)者能夠動(dòng)態(tài)有效地檢測到物品在網(wǎng)絡(luò)上的信息。營運(yùn)商關(guān)心地是網(wǎng)關(guān)提供地營運(yùn)網(wǎng)絡(luò)的組成部分：電信骨干網(wǎng)、接入網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)到近程通信的感知網(wǎng)絡(luò)的整體性網(wǎng)絡(luò)，這些內(nèi)容都是以營運(yùn)網(wǎng)為核心。但是要想使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)安全、穩(wěn)定，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)需要做到以下兩個(gè)方面：

2.1 廣泛的接入能力

目前使用的傳感器種類很多，應(yīng)用領(lǐng)域也各不相同，有的傳感器是為了適用于惡劣的環(huán)境，有的是為了進(jìn)行工業(yè)監(jiān)控。那么我們需要深思的是，究竟是采用統(tǒng)一的網(wǎng)關(guān)把不同類型的傳感器連接起來好，還是開發(fā)不同的接口針對每種傳感器設(shè)更合適？

2.2 可管理性

營運(yùn)網(wǎng)之所以能夠處于物聯(lián)網(wǎng)的核心位置，它的分層分權(quán)管理特性是重要的原因。那么如果把營運(yùn)網(wǎng)的可管理性擴(kuò)充到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)是關(guān)鍵的一步。目前物聯(lián)網(wǎng)中已經(jīng)做過大量的工作，也做出了一定的成績，建造了各種網(wǎng)絡(luò)管理平臺，對于各種不同類型的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接和管理。

3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用化智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)的典型應(yīng)用

3.1 在電力行業(yè)中的應(yīng)用

電力系統(tǒng)也在很大程度上應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，體現(xiàn)在電力傳輸線路監(jiān)控和抄表系統(tǒng)兩個(gè)方面。把無線傳感節(jié)點(diǎn)安裝在高壓輸電線塔上，可以有效測量大距離的輸電壓線的溫度、振動(dòng)等參數(shù)。克服了電磁流對檢測裝置的電磁效應(yīng)問題，也解決了到底線對風(fēng)的振動(dòng)影響問題。如果按照傳統(tǒng)模式，為每個(gè)傳感器安裝一個(gè)距離移動(dòng)通信模塊，將會(huì)大大程度上增加成本，降低網(wǎng)絡(luò)使用效率。安裝物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)能夠有效解決這些問題，幫助人們節(jié)約財(cái)力和物力。

在抄表方面，傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程無人抄表技術(shù)是通過為每個(gè)電表按照數(shù)據(jù)模塊來實(shí)現(xiàn)。這種做法很大程度上增加了電力企業(yè)的財(cái)力負(fù)擔(dān)，也影響了數(shù)據(jù)的正常傳輸。而使用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)以后，網(wǎng)關(guān)將所有數(shù)據(jù)匯總，通過營運(yùn)商網(wǎng)絡(luò)傳遞到管理平臺，也在很大程度上節(jié)省了成本，提高了效率。

3.2 在智能家居中的應(yīng)用

現(xiàn)代人家庭中應(yīng)用越來越多家用電器，如電視、冰箱、熱水器、電壓力鍋、電磁流等等。這些有的具有遙控功能，有的沒有。他們之間是孤立存在的個(gè)體，不存在任何的聯(lián)系。而現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)越來越成熟，在家庭中這些電器也就能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享了。在家庭物聯(lián)網(wǎng)中，網(wǎng)關(guān)成為家用電器信息化的重要角色，它可以把家庭區(qū)域的多個(gè)電器連接起來，形成一個(gè)家庭網(wǎng)絡(luò)。

4 結(jié)語

總之，物聯(lián)網(wǎng)由來已久，但是具體實(shí)現(xiàn)方式還有待統(tǒng)一。以營運(yùn)網(wǎng)絡(luò)為核心的可運(yùn)營、可管理的物聯(lián)網(wǎng)是電信營運(yùn)網(wǎng)的第三次浪潮。傳感器產(chǎn)業(yè)也將依靠物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展為大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用，形成產(chǎn)業(yè)間的優(yōu)勢互補(bǔ)，拓展市場空間。

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