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    工業行業
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    工業物聯網智能網關技術探討及應用
    時間: 2023-08-21 16:18 發布人:admin
    摘要:智能網關的提出時為了解決物聯網多樣化、復雜度標準不統一等這些復雜的問題,針對這些問題應運而生的物聯網技術解決了很多的問題,加強了物聯網處理信息以及提供服務的能力。本文中將簡要介紹智能網關的應用背景,并大致的介紹其硬件組成,對智能網關的軟件技術進行深入的分析和介紹。
    關鍵詞:物聯網;智能化;智能網關技術
    0引言
    隨著經濟社會的發展,當今社會對物聯網提出了越來越高的要求,智能網關技術的應用在物聯網技術的發展過程中一直都發揮著重要的作用,智能網關作為一個樞紐,為我們提供了一個更為廣大的平臺。
    1簡析智能網關的一些應用場景
    智能網關的引入在一定程度上來說大大的提高了智能信息處理平臺的競爭力,發揮著不可或缺的作用。智能網關的應用場景一般有智能網關、信息處理平臺、信息感知以及網關應用下載平臺等幾部分,其中智能網關會對信息進行收集以及預處理,有時還會自動生成相應的策略。而信息感知就是通過一些感知的設備對數據進行收集,這一過程就是信息感知,相應的數據處理平臺就是在處理數據之后,生成相應的執行策略,為下一步的執行和操作做出準備。
    2對智能網關的組成硬件的介紹
    智能網關系統~般情況下都需要處理一些復雜的應用,那么高性能的處理器就是智能網關系統不可或缺的了,網關具備的功能能夠為用戶提供不同的服務。智能網關的處理器具有存儲的功能,包含電源模塊、USB、視屏編碼、顯示屏等多個部分。智能網關還具備著基本的數據傳輸功能,它與局域網或者是互聯網相互連接,所以智能網關存儲著采集和感知到的信息同時也存儲著即將要下發的各種指令和命令。智能網關的上聯鏈路一般情況下都會與網絡接口相連接,而下聯鏈路一般都是連接一些傳感網絡,當然了通過串口采集信息也是我們經常采用的一種方式?,F如今,視屏監控已經深入到我們的生活之中,市場對高清的視屏監控功能的需求也越來越大,在物聯網中音視頻交互功能受到很多人的關注和重視。要實現視屏監測這一功能我們往往是通過視屏處理平臺以及IP攝像頭來完成,當然了,我們采用通過智能網關連接虛擬攝像頭的方式也是可以實現這一功能的。
    3對智能網關相關軟件技術的介紹說明
    3.1簡述OSGi中間件的功能
    一般來說,智能網關軟件平臺都具備很多的功能,除了基本的網關功能之外,OSGi網關中間件功能也是比較基礎和常見的。用戶往往會通過這個中間件進行一些軟件模塊的管理和操作工作,用戶可以通過上傳數據融合模塊或者改變軟件模塊等不同的操作來加大網關的使用范圍和方便我們的操作。眾所周知,Linux系統環境、中問件軟件和中間件平臺這三大部分就是網關中間件架構的組成部分,它們根據自身功能的不同發揮著重要的作用。在使用過程之中軟件加載卸載,軟件版本的更瓶等工作都是要依賴中間件平臺來完成的,而中間件軟件主要是角來實現功能模塊的即插即用以及動態更新的功能。若所接收到的是下行命令,則需要我們做出判斷,然后將數據發送到不同的端口。
    3.2簡述多協議適配的功能
    在物聯網的使用過程之中,我們需要解決不同協議之間存在的互通性問題,要解決這個問題就需要我們設置相應協議適配層以適應設備的多樣化,解決不必要的麻煩。在這個過程之中,不同種類的感知信息的消息格式都會被XML模板所定義,然后智能網關會將下層標準格式的數據進行統一的封裝,這樣的操作可以把不同的協議變成相同的可以識別的消息和指令。我們在把智能網關啟動之后,會進行初始化,之后就會監聽數據并判斷出是上行的數據還是下行的命令,以此來作為下一步行動的依據,如果接收到的是感知數據我們就可以把這些數據上傳到管理平臺。
    3.3關于上行流量的傳輸優化以及調度的介紹和說明
    我們都知道智能網關會對規模的數據進行傳輸,這樣的情況之下就需要我們對傳輸的可靠性進行適度的提高,基于這些要求,就需要我們對傳輸進行優化和調度?;谝陨系囊?,設計者也引進了兩種機制,其一是上傳加速機制,其--.N是傳輸調度機制,這兩種機制的引用對于傳輸數據時的可靠性和效率都有了很大的提高。
    4安科瑞智能網關產品介紹
    4.1概述
      本系列智能通信管理機是一款采用嵌入式硬件計算機平臺,具有多個下行通信接口及一個或者多個上行網絡接口,用于將一個目標區域內所有的智能監控/保護裝置的通信數據整理匯總后,實時上傳主站系統,完成遙信、遙測等能源數據采集功能。
      同時,本系列智能通信管理機支持接收上級主站系統下達的命令,并轉發給目標區域內的智能系列單元,完成對廠站內各開關設備的分、合閘遠方控制或裝置的參數整定,實現遙控和遙調功能,以達到遠動輸出調度命令的目標。
    本系列智能通信管理機提供豐富的規約庫支持,實現不同二次設備供應商的智能設備互聯。作為自動化系統網絡與監測設備之間的通信接口設備,本系列智能通信管理機實現了規約轉換、接口匹配、數據轉換等三項功能。
      本系列智能通信管理機提供RS485通信端口,每個端口多可帶32臺儀表設備(對于低壓綜合保護建議每個端口掛接不超過10個);可根據儀表設備的通信波特率、通信線路長度及客戶對通信數據的刷新速度要求決定每個通信端口所帶的設備數量。 
       本系列智能通信管理機實時并行多任務處理與第三方設備的訪問及上位系統的連接通信,支持軟件組態。通過專門的配置管理軟件,可為不同通道掛載設備選擇不同的通信協議,并可通過更改配置文件來改變通信管理機所連接儀表設備的數量及數據信息,而不需更改軟件程序。
    4.2網關分類及選型
    4.2.1Anet網關
    ANet-2E4SM模塊化通信管理機是安科瑞電氣股份有限公司自主研發的一款通用型智能通信管理機,將傳統管理機的接口拆分成可拼裝搭配的模塊,其中主模塊可作為標準智能通信管理機獨立工作,整個設備可通過串口、以太網、Lora無線、WiFi無線等鏈路采集水表、氣表、電表、微機保護等設備終端的數據,標配的8路無源干接點可實時采集門禁、水浸、煙感等開關量信息,可通過有線網絡、WiFi網絡、4G網絡等鏈路上傳告警、實時數據等信息。主模塊搭配從模塊可靈活擴展,增加更豐富的應用場景,同時還可提供邊緣計算等需求。
       
    網絡示意圖1
     
    4.2.2ABox5000數據采集箱
    ABox5000系列數據采集箱是安科瑞電氣股份有限公司自主研發的集數據采集、數據處理、數據上傳和邊緣計算于一體的智能數據采集箱。整個設備可以通過RS485串口采集各類水、電、氣終端設備的數據,并通過以太網、4G、光纖等通訊方式將數據上傳至服務器或云平臺??蓮V泛應用于建筑能耗系統,電力監控,電網綜能平臺,泛在電力物聯網等場景。
    數據采集箱采用模塊化,集中式設計,通過集成各類元器件,方便用戶進行現場的施工接線,對終端數據進行采集和監控以及數據上傳管理。本采集箱具有可靠性高、功能較強、維護方便、性價比高的特點。

    網絡示意圖2
    4.2.3ABox1000智能監控主機
    ABox1000系列智能監控主機是安科瑞電氣股份有限公司自主研發的集數據采集、數據處理、數據上傳、邊緣計算以及本地顯示于一體的智能數據采集監控主機。整機可以通過RS485串口采集各類水、電、氣終端設備的數據,并通過以太網、4G等通訊方式將數據上傳至服務器或云平臺,同時可選配10.1寸工業觸摸屏本地進行數據顯示??蓮V泛應用于建筑能耗系統,電力監控,電網綜能平臺,泛在電力物聯網等場景。
    智能監控主機采用模塊化,集中式設計,通過集成各類元器件,方便用戶進行現場的施工接線,對終端數據進行采集和監控以及數據上傳管理。本主機具有可靠性高、功能較強、維護方便、性價比高的特點。
     
    網絡示意圖3
    5結束語
    基于對物聯網技術的高要求,智能網關系統及其技術也在一定程度上得到了很大的發展,通過對智能網關相關硬件組成以及軟件技術的研究,我們在智能網關技術這~板塊中取得了很大的進步。并且通過以上的分析和說明我們也可以知道智能網關不僅僅是一種感知和采集數據的工具,它還具備更多強大的功能,能對數據進行處理和傳輸還能自動生成相應的執行方案。智能網關具備的強大的功能大大的增加了物聯網的使用范圍,并且對提高物聯網的靈活性來說,智能網關也貢獻出了很大的力量,隨著經濟社會的發展,智能網關必然有更廣的發展空間。

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