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工业物联网智能网关技术探讨及应用
时间: 2023-08-21 16:18 发布人:admin
摘要:智能网关的提出时为了解决物联网多样化、复杂度标准不统一等这些复杂的问题,针对这些问题应运而生的物联网技术解决了很多的问题,加强了物联网处理信息以及提供服务的能力。本文中将简要介绍智能网关的应用背景,并大致的介绍其硬件组成,对智能网关的软件技术进行深入的分析和介绍。
关键词:物联网;智能化;智能网关技术
0引言
随着经济社会的发展,当今社会对物联网提出了越来越高的要求,智能网关技术的应用在物联网技术的发展过程中一直都发挥着重要的作用,智能网关作为一个枢纽,为我们提供了一个更为广大的平台。
1简析智能网关的一些应用场景
智能网关的引入在一定程度上来说大大的提高了智能信息处理平台的竞争力,发挥着不可或缺的作用。智能网关的应用场景一般有智能网关、信息处理平台、信息感知以及网关应用下载平台等几部分,其中智能网关会对信息进行收集以及预处理,有时还会自动生成相应的策略。而信息感知就是通过一些感知的设备对数据进行收集,这一过程就是信息感知,相应的数据处理平台就是在处理数据之后,生成相应的执行策略,为下一步的执行和操作做出准备。
2对智能网关的组成硬件的介绍
智能网关系统~般情况下都需要处理一些复杂的应用,那么高性能的处理器就是智能网关系统不可或缺的了,网关具备的功能能够为用户提供不同的服务。智能网关的处理器具有存储的功能,包含电源模块、USB、视屏编码、显示屏等多个部分。智能网关还具备着基本的数据传输功能,它与局域网或者是互联网相互连接,所以智能网关存储着采集和感知到的信息同时也存储着即将要下发的各种指令和命令。智能网关的上联链路一般情况下都会与网络接口相连接,而下联链路一般都是连接一些传感网络,当然了通过串口采集信息也是我们经常采用的一种方式。现如今,视屏监控已经深入到我们的生活之中,市场对高清的视屏监控功能的需求也越来越大,在物联网中音视频交互功能受到很多人的关注和重视。要实现视屏监测这一功能我们往往是通过视屏处理平台以及IP摄像头来完成,当然了,我们采用通过智能网关连接虚拟摄像头的方式也是可以实现这一功能的。
3对智能网关相关软件技术的介绍说明
3.1简述OSGi中间件的功能
一般来说,智能网关软件平台都具备很多的功能,除了基本的网关功能之外,OSGi网关中间件功能也是比较基础和常见的。用户往往会通过这个中间件进行一些软件模块的管理和操作工作,用户可以通过上传数据融合模块或者改变软件模块等不同的操作来加大网关的使用范围和方便我们的操作。众所周知,Linux系统环境、中问件软件和中间件平台这三大部分就是网关中间件架构的组成部分,它们根据自身功能的不同发挥着重要的作用。在使用过程之中软件加载卸载,软件版本的更瓶等工作都是要依赖中间件平台来完成的,而中间件软件主要是角来实现功能模块的即插即用以及动态更新的功能。若所接收到的是下行命令,则需要我们做出判断,然后将数据发送到不同的端口。
3.2简述多协议适配的功能
在物联网的使用过程之中,我们需要解决不同协议之间存在的互通性问题,要解决这个问题就需要我们设置相应协议适配层以适应设备的多样化,解决不必要的麻烦。在这个过程之中,不同种类的感知信息的消息格式都会被XML模板所定义,然后智能网关会将下层标准格式的数据进行统一的封装,这样的操作可以把不同的协议变成相同的可以识别的消息和指令。我们在把智能网关启动之后,会进行初始化,之后就会监听数据并判断出是上行的数据还是下行的命令,以此来作为下一步行动的依据,如果接收到的是感知数据我们就可以把这些数据上传到管理平台。
3.3关于上行流量的传输优化以及调度的介绍和说明
我们都知道智能网关会对规模的数据进行传输,这样的情况之下就需要我们对传输的可靠性进行适度的提高,基于这些要求,就需要我们对传输进行优化和调度。基于以上的要求,设计者也引进了两种机制,其一是上传加速机制,其--.N是传输调度机制,这两种机制的引用对于传输数据时的可靠性和效率都有了很大的提高。
4安科瑞智能网关产品介绍
4.1概述
  本系列智能通信管理机是一款采用嵌入式硬件计算机平台,具有多个下行通信接口及一个或者多个上行网络接口,用于将一个目标区域内所有的智能监控/保护装置的通信数据整理汇总后,实时上传主站系统,完成遥信、遥测等能源数据采集功能。
  同时,本系列智能通信管理机支持接收上级主站系统下达的命令,并转发给目标区域内的智能系列单元,完成对厂站内各开关设备的分、合闸远方控制或装置的参数整定,实现遥控和遥调功能,以达到远动输出调度命令的目标。
本系列智能通信管理机提供丰富的规约库支持,实现不同二次设备供应商的智能设备互联。作为自动化系统网络与监测设备之间的通信接口设备,本系列智能通信管理机实现了规约转换、接口匹配、数据转换等三项功能。
  本系列智能通信管理机提供RS485通信端口,每个端口多可带32台仪表设备(对于低压综合保护建议每个端口挂接不超过10个);可根据仪表设备的通信波特率、通信线路长度及客户对通信数据的刷新速度要求决定每个通信端口所带的设备数量。 
   本系列智能通信管理机实时并行多任务处理与第三方设备的访问及上位系统的连接通信,支持软件组态。通过专门的配置管理软件,可为不同通道挂载设备选择不同的通信协议,并可通过更改配置文件来改变通信管理机所连接仪表设备的数量及数据信息,而不需更改软件程序。
4.2网关分类及选型
4.2.1Anet网关
ANet-2E4SM模块化通信管理机是安科瑞电气股份有限公司自主研发的一款通用型智能通信管理机,将传统管理机的接口拆分成可拼装搭配的模块,其中主模块可作为标准智能通信管理机独立工作,整个设备可通过串口、以太网、Lora无线、WiFi无线等链路采集水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据,标配的8路无源干接点可实时采集门禁、水浸、烟感等开关量信息,可通过有线网络、WiFi网络、4G网络等链路上传告警、实时数据等信息。主模块搭配从模块可灵活扩展,增加更丰富的应用场景,同时还可提供边缘计算等需求。
   
网络示意图1
 
4.2.2ABox5000数据采集箱
ABox5000系列数据采集箱是安科瑞电气股份有限公司自主研发的集数据采集、数据处理、数据上传和边缘计算于一体的智能数据采集箱。整个设备可以通过RS485串口采集各类水、电、气终端设备的数据,并通过以太网、4G、光纤等通讯方式将数据上传至服务器或云平台。可广泛应用于建筑能耗系统,电力监控,电网综能平台,泛在电力物联网等场景。
数据采集箱采用模块化,集中式设计,通过集成各类元器件,方便用户进行现场的施工接线,对终端数据进行采集和监控以及数据上传管理。本采集箱具有可靠性高、功能较强、维护方便、性价比高的特点。

网络示意图2
4.2.3ABox1000智能监控主机
ABox1000系列智能监控主机是安科瑞电气股份有限公司自主研发的集数据采集、数据处理、数据上传、边缘计算以及本地显示于一体的智能数据采集监控主机。整机可以通过RS485串口采集各类水、电、气终端设备的数据,并通过以太网、4G等通讯方式将数据上传至服务器或云平台,同时可选配10.1寸工业触摸屏本地进行数据显示。可广泛应用于建筑能耗系统,电力监控,电网综能平台,泛在电力物联网等场景。
智能监控主机采用模块化,集中式设计,通过集成各类元器件,方便用户进行现场的施工接线,对终端数据进行采集和监控以及数据上传管理。本主机具有可靠性高、功能较强、维护方便、性价比高的特点。
 
网络示意图3
5结束语
基于对物联网技术的高要求,智能网关系统及其技术也在一定程度上得到了很大的发展,通过对智能网关相关硬件组成以及软件技术的研究,我们在智能网关技术这~板块中取得了很大的进步。并且通过以上的分析和说明我们也可以知道智能网关不仅仅是一种感知和采集数据的工具,它还具备更多强大的功能,能对数据进行处理和传输还能自动生成相应的执行方案。智能网关具备的强大的功能大大的增加了物联网的使用范围,并且对提高物联网的灵活性来说,智能网关也贡献出了很大的力量,随着经济社会的发展,智能网关必然有更广的发展空间。

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