物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關關鍵技術和應用方向

　　繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后物聯(lián)網(wǎng)的崛起掀起了世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng) （The Internet of things）是新一代信息技術的重要組成部分，可以看做是互聯(lián)網(wǎng)的升級與擴展，根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的定義，物聯(lián)網(wǎng)主要解決物品與物品（Thing to Thing，T2T），人與物品 （Human to Thing，H2T），人與人（Human to Human，H2H）之間的互連。通過以互聯(lián)網(wǎng)為基礎延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。簡言之物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。 物聯(lián)網(wǎng)架構可分為三層：感知層、網(wǎng)絡層和應用層，其中連接感知層和網(wǎng)絡層的關鍵技術即物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。在物聯(lián)網(wǎng)時代中，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關將會是至關重要的環(huán)節(jié)。

　　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關概念

　　作為連接感知層與網(wǎng)絡層的紐帶，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可以實現(xiàn)感知網(wǎng)絡與通信網(wǎng)絡，以及不同類型感知網(wǎng)絡之間的協(xié)議轉換．既可以實現(xiàn)廣域互聯(lián)．也可以實現(xiàn)局域互聯(lián)。在無線傳感網(wǎng)中，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是不可或缺的核心設備。此外物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關還需要具備設備管理功能，運營商通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設備可以管理底層的各感知節(jié)點，了解各節(jié)點的相關信息，并實現(xiàn)遠程控制。

　　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的形態(tài)

　　從物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的定義來看，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關很難以某種相對固定的形態(tài)出現(xiàn)?？傮w說凡是可以起到將感知層采集到的信息通過此終端的協(xié)議轉換發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)的設備都可以算做物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。形態(tài)可以盒子狀也可以是平板電腦，可以有顯示屏幕的交互式形態(tài)，也可以是封閉或半封閉的非交互形態(tài)。

　　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關關鍵技術

　　1、多標準互通接入能力 ：目前用于近程通信的技術標準很多。常見的傳感網(wǎng)技術包括 ZigBee、Z-Wave 、 RUBEE 、 WirelessHART 、 IETF6IowPAN 、AM‘ /ANrr +、Wibree、］nSTeON 等。各類技術主要針對某一類應用展開，之間缺乏兼容性和體系規(guī)劃。如：Z.Wave主要應用于無線智能家庭網(wǎng)絡，RUBEE適用于惡劣環(huán)境，WirelessHART 主要集中在工業(yè)監(jiān)控領域。實現(xiàn)各種通信技術標準的互聯(lián)互通，成為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關必須要解決的問題。是針對每種標準設計單獨的網(wǎng)關，再通過網(wǎng)關之間的統(tǒng)一接口實現(xiàn)。還是采用標準的適配層、不同技術標準開發(fā)相應的接口實現(xiàn)。

　　2、網(wǎng)關的可管理性：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關作為與網(wǎng)絡相連的網(wǎng)元，其本身要具備一定的管理功能，包括注冊登錄管理、權限管理、任務管理、數(shù)據(jù)管理、故障管理、狀態(tài)監(jiān)測、遠程診斷、參數(shù)查詢和配置、事件處理、遠程控制、遠程升級等。如需要實現(xiàn)全網(wǎng)的可管理，不僅要實現(xiàn)網(wǎng)關設備本身的管理，還要進一步通過網(wǎng)關實現(xiàn)子網(wǎng)內各節(jié)點的管理，例如獲取節(jié)點的標識、狀態(tài)、屬性等信息，以及遠程喚醒、控制、診斷、升級維護等。盡管根據(jù)子網(wǎng)的技術標準不同。協(xié)議的復雜性不同，所能進行的管理內容有較大差異。

　　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關應用方向

　　有物聯(lián)網(wǎng)應用的地方，必然有物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的存在。通過連接感知層的傳感器、射頻（RFID）、微機電系統(tǒng)（MEMS）、智能嵌入式終端，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的應用將遍及智能交通、環(huán)境保護、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、路燈照明管控、景觀照明管控、樓宇照明管控、廣場照明管控、老人護理、個人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測、食品溯源、敵情偵查和情報搜集等多個領域。不同的應用方向的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關所使用的協(xié)議與網(wǎng)關形態(tài)會不同差異，但它們基本功能都是把感知層采集到的各類信息通過相關協(xié)議轉換形成高速數(shù)據(jù)傳遞到互聯(lián)網(wǎng)，同時實現(xiàn)一定管理功能。

　　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關應用實例

　　1、智能家居

　　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關在家庭中的使用也是很有代表性的物聯(lián)網(wǎng)應用?，F(xiàn)今，家庭內部里的許多家用設備形式越來越多樣，有些設備本身就具備遙控能力，如空調、電視機等，有些如熱水器、微波爐、電飯煲、冰箱等則不具備這方面能力。而這些設備即使可以遙控，對其控制能力、控制范圍都是非常有限的。并且這些設備之間都是相互孤立存在的。不能有效實現(xiàn)資源與信息的共享。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，特別是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關技術的日益成熟，智能家居中各家用設備間互聯(lián)互通的問題也將得到解決。

　　智能家居模型 如圖，電視機、洗衣機、空調、冰箱等家電設備。門禁、煙霧探測器、攝像頭等安防設備，臺燈、吊燈、電動窗簾等采光照明設備等，通過集成特定的通信模塊，分別構成各自的自組網(wǎng)子系統(tǒng)。而在家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設備內部，集成了幾套常用自組網(wǎng)通信協(xié)議，能夠同時與使用不同協(xié)議的設備或子系統(tǒng)進行通信。用戶只需對網(wǎng)關進行操作。便可以控制家里所有連接到網(wǎng)關的智能設備。

　　2、車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關

　　車聯(lián)網(wǎng)作為物聯(lián)網(wǎng)應用做得比較好的行業(yè)之一，被國內學術界認為是第一個切實可行的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，已經(jīng)通過國家專家組論證，預計投入2000個億。上海辰漢電子CARMAN系統(tǒng)即多功能的車載終端與車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關二合一的產(chǎn)品。CARMAN系統(tǒng)基于國標GB-T19056-2003/國家交通運輸部行業(yè)標準的要求，集合數(shù)字化視頻壓縮存儲和3G無線傳輸技術（Digital Video Record），結合GPS定位監(jiān)控，汽車行駛記錄儀，SD卡大容量存儲，駕駛員IC卡身份識別，公交報站器，多路數(shù)據(jù)接口，車載藍牙免提語音通話功能，倒車監(jiān)控，WIFI熱點，更有乘客舒適娛樂的車載MP3/MP4，車載影音，車載功放。3G視頻傳輸技術，雙碼流傳輸，速率可調，傳輸更快，視頻更清晰流暢。通過WCDMA或CDMA可以上傳抓拍和報警圖片。實現(xiàn)移動目標實時監(jiān)控，做到實時傳輸監(jiān)控視頻和圖像。系統(tǒng)自帶的多媒體行駛記錄分析軟件可以實現(xiàn)4路圖像同步回放，條件回放、剪輯存儲、字符疊加、地理信息和行駛記錄疊加、事件分析和記錄提取功能。一體化結構極大的壓縮了產(chǎn)品體積擴展了產(chǎn)品的性能，符合未來車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的發(fā)展趨勢。

　　物聯(lián)網(wǎng)的概念由來已久，但是物聯(lián)網(wǎng)的具體實現(xiàn)方式和組成架構一直都沒有形成統(tǒng)一的意見。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關作為其中一項關鍵性技術，有著開發(fā)成本高、開發(fā)周期長、軟硬件不兼容、核心技術難以掌握、商業(yè)模式不確定、標準難以統(tǒng)一等諸多問題。從資源整合的角度來說，采用方案公司成熟的網(wǎng)關解決方案配合自己的項目開發(fā)無疑是最佳的選擇方式。