物联网 - 什么是网关?

正如我在之前的#askIoT帖子中所探讨的那样,几乎每个物联网系统都需要某种方式将传感器/设备连接到云,以便可以在它们之间来回发送数据。 物联网网关对于实现这种连接至关重要,但什么是网关?
网关  充当传感器/设备和云之间的桥梁。许多传感器/设备将与网关“对话”,然后网关将获取所有信息并与云“对话”(是什么?)。
 

但为什么额外的步骤呢?

既然您知道网关是什么,您可能想知道在传感器/设备和云之间采取额外步骤会带来什么好处。结果证明有几个好处:

电池寿命

如果传感器/设备位于远程区域,则可能需要远程连接(例如卫星连接)与云通信。如此处所述,较长的范围通常意味着功耗(和成本)增加; 这对于电池寿命有限的小型传感器/设备来说可能是一个问题。
如果您正在进行智能农业,您希望您的现场传感器可以使用数年,而不是数月或数周。通过使用安装在附属建筑物或粮仓的顶部附近的高架网关,传感器/设备只需将数据发送到网关一小段距离,网关就可以通过单个更高带宽的连接将数据回传到云端。
网关允许传感器/设备在较短距离内通信,从而延长电池寿命。

不同的协议

完整的物联网应用可能涉及许多不同类型的传感器和设备。再次使用智能农业,您可能需要温度,湿度和阳光的传感器以及自动灌溉和肥料系统等设备。
所有不同的传感器和设备可以使用不同的传输协议(基本上,传输信息的规则和格式)。协议包括LPWAN,Wi-Fi蓝牙Zigbee等。
网关可以通过不同的协议与传感器/设备通信,然后将该数据转换为标准协议(如MQTT)以发送到云。

未经过滤的数据

有时,传感器/设备会产生如此多的数据,使得系统难以接受,或者传输和存储成本极高。通常在这种情况下,只有一小部分数据实际上是有价值的。例如,安全摄像机不需要发送空走廊的视频数据。
网关可以预处理和过滤传感器/设备生成的数据,以减少传输,处理和存储要求。

高延迟

在上周的#askIoT帖子中,我解释说时间对某些物联网应用来说至关重要; 传感器/设备无法承担将数据传输到云并等待在采取行动之前得到响应的能力。这对于医疗领域中的生死攸关的情况或者像汽车这样的快速移动的物体来说都是如此。
通过在网关上处理数据并在本地发出命令,可以避免更高的延迟。但是,物联网应用中的许多传感器/设备太小而且电池电量太低而无法自行处理。
通过在网关本身而不是在云中执行处理,网关可以减少时间关键应用程序的延迟。

安全

 
连接到互联网的每个传感器/设备都容易被黑客攻击。黑客传感器/设备很糟糕。不仅是为了主人,也为了其他所有人。
几周前,名为Mirai的恶意软件被用来破解和控制数以千计的物联网设备。这种“bot-net”设备随后用于取消互联网的主要部分(更多关于Mirai)。
网关减少了连接到互联网的传感器/设备的数量,因为传感器/设备仅连接到网关。然而,这使得网关成为目标,也是第一道防线。这就是为什么安全性需要成为任何网关的优先级。

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