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工業(yè)行業(yè)
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)探討及應用
時(shí)間: 2023-08-21 16:18 發(fā)布人:admin
摘要:智能網(wǎng)關(guān)的提出時(shí)為了解決物聯(lián)網(wǎng)多樣化、復雜度標準不統一等這些復雜的問(wèn)題,針對這些問(wèn)題應運而生的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決了很多的問(wèn)題,加強了物聯(lián)網(wǎng)處理信息以及提供服務(wù)的能力。本文中將簡(jiǎn)要介紹智能網(wǎng)關(guān)的應用背景,并大致的介紹其硬件組成,對智能網(wǎng)關(guān)的軟件技術(shù)進(jìn)行深入的分析和介紹。
關(guān)鍵詞:物聯(lián)網(wǎng);智能化;智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)
0引言
隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )的發(fā)展,當今社會(huì )對物聯(lián)網(wǎng)提出了越來(lái)越高的要求,智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)的應用在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中一直都發(fā)揮著(zhù)重要的作用,智能網(wǎng)關(guān)作為一個(gè)樞紐,為我們提供了一個(gè)更為廣大的平臺。
1簡(jiǎn)析智能網(wǎng)關(guān)的一些應用場(chǎng)景
智能網(wǎng)關(guān)的引入在一定程度上來(lái)說(shuō)大大的提高了智能信息處理平臺的競爭力,發(fā)揮著(zhù)不可或缺的作用。智能網(wǎng)關(guān)的應用場(chǎng)景一般有智能網(wǎng)關(guān)、信息處理平臺、信息感知以及網(wǎng)關(guān)應用下載平臺等幾部分,其中智能網(wǎng)關(guān)會(huì )對信息進(jìn)行收集以及預處理,有時(shí)還會(huì )自動(dòng)生成相應的策略。而信息感知就是通過(guò)一些感知的設備對數據進(jìn)行收集,這一過(guò)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(wǎng)關(guān)的組成硬件的介紹
智能網(wǎng)關(guān)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(wǎng)關(guān)系統不可或缺的了,網(wǎng)關(guān)具備的功能能夠為用戶(hù)提供不同的服務(wù)。智能網(wǎng)關(guān)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(gè)部分。智能網(wǎng)關(guān)還具備著(zhù)基本的數據傳輸功能,它與局域網(wǎng)或者是互聯(lián)網(wǎng)相互連接,所以智能網(wǎng)關(guān)存儲著(zhù)采集和感知到的信息同時(shí)也存儲著(zhù)即將要下發(fā)的各種指令和命令。智能網(wǎng)關(guān)的上聯(lián)鏈路一般情況下都會(huì )與網(wǎng)絡(luò )接口相連接,而下聯(lián)鏈路一般都是連接一些傳感網(wǎng)絡(luò ),當然了通過(guò)串口采集信息也是我們經(jīng)常采用的一種方式?,F如今,視屏監控已經(jīng)深入到我們的生活之中,市場(chǎng)對高清的視屏監控功能的需求也越來(lái)越大,在物聯(lián)網(wǎng)中音視頻交互功能受到很多人的關(guān)注和重視。要實(shí)現視屏監測這一功能我們往往是通過(guò)視屏處理平臺以及IP攝像頭來(lái)完成,當然了,我們采用通過(guò)智能網(wǎng)關(guān)連接虛擬攝像頭的方式也是可以實(shí)現這一功能的。
3對智能網(wǎng)關(guān)相關(guān)軟件技術(shù)的介紹說(shuō)明
3.1簡(jiǎn)述OSGi中間件的功能
一般來(lái)說(shuō),智能網(wǎng)關(guān)軟件平臺都具備很多的功能,除了基本的網(wǎng)關(guān)功能之外,OSGi網(wǎng)關(guān)中間件功能也是比較基礎和常見(jiàn)的。用戶(hù)往往會(huì )通過(guò)這個(gè)中間件進(jìn)行一些軟件模塊的管理和操作工作,用戶(hù)可以通過(guò)上傳數據融合模塊或者改變軟件模塊等不同的操作來(lái)加大網(wǎng)關(guān)的使用范圍和方便我們的操作。眾所周知,Linux系統環(huán)境、中問(wèn)件軟件和中間件平臺這三大部分就是網(wǎng)關(guān)中間件架構的組成部分,它們根據自身功能的不同發(fā)揮著(zhù)重要的作用。在使用過(guò)程之中軟件加載卸載,軟件版本的更瓶等工作都是要依賴(lài)中間件平臺來(lái)完成的,而中間件軟件主要是角來(lái)實(shí)現功能模塊的即插即用以及動(dòng)態(tài)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(fā)送到不同的端口。
3.2簡(jiǎn)述多協(xié)議適配的功能
在物聯(lián)網(wǎng)的使用過(guò)程之中,我們需要解決不同協(xié)議之間存在的互通性問(wèn)題,要解決這個(gè)問(wèn)題就需要我們設置相應協(xié)議適配層以適應設備的多樣化,解決不必要的麻煩。在這個(gè)過(guò)程之中,不同種類(lèi)的感知信息的消息格式都會(huì )被XML模板所定義,然后智能網(wǎng)關(guān)會(huì )將下層標準格式的數據進(jìn)行統一的封裝,這樣的操作可以把不同的協(xié)議變成相同的可以識別的消息和指令。我們在把智能網(wǎng)關(guān)啟動(dòng)之后,會(huì )進(jìn)行初始化,之后就會(huì )監聽(tīng)數據并判斷出是上行的數據還是下行的命令,以此來(lái)作為下一步行動(dòng)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(guān)于上行流量的傳輸優(yōu)化以及調度的介紹和說(shuō)明
我們都知道智能網(wǎng)關(guān)會(huì )對規模的數據進(jìn)行傳輸,這樣的情況之下就需要我們對傳輸的可靠性進(jìn)行適度的提高,基于這些要求,就需要我們對傳輸進(jìn)行優(yōu)化和調度?;谝陨系囊?,設計者也引進(jìn)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(shí)的可靠性和效率都有了很大的提高。
4安科瑞智能網(wǎng)關(guān)產(chǎn)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(gè)下行通信接口及一個(gè)或者多個(gè)上行網(wǎng)絡(luò )接口,用于將一個(gè)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(shí)時(shí)上傳主站系統,完成遙信、遙測等能源數據采集功能。
  同時(shí),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(fā)給目標區域內的智能系列單元,完成對廠(chǎng)站內各開(kāi)關(guān)設備的分、合閘遠方控制或裝置的參數整定,實(shí)現遙控和遙調功能,以達到遠動(dòng)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(shí)現不同二次設備供應商的智能設備互聯(lián)。作為自動(dòng)化系統網(wǎng)絡(luò )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(shí)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(gè)端口多可帶32臺儀表設備(對于低壓綜合保護建議每個(gè)端口掛接不超過(guò)10個(gè));可根據儀表設備的通信波特率、通信線(xiàn)路長(cháng)度及客戶(hù)對通信數據的刷新速度要求決定每個(gè)通信端口所帶的設備數量。 
   本系列智能通信管理機實(shí)時(shí)并行多任務(wù)處理與第三方設備的訪(fǎng)問(wèn)及上位系統的連接通信,支持軟件組態(tài)。通過(guò)專(zhuān)門(mén)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(xié)議,并可通過(guò)更改配置文件來(lái)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(wǎng)關(guān)分類(lèi)及選型
4.2.1Anet網(wǎng)關(guān)
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(fā)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(gè)設備可通過(guò)串口、以太網(wǎng)、Lora無(wú)線(xiàn)、WiFi無(wú)線(xiàn)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(wú)源干接點(diǎn)可實(shí)時(shí)采集門(mén)禁、水浸、煙感等開(kāi)關(guān)量信息,可通過(guò)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、WiFi網(wǎng)絡(luò )、4G網(wǎng)絡(luò )等鏈路上傳告警、實(shí)時(shí)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(chǎng)景,同時(shí)還可提供邊緣計算等需求。
   
網(wǎng)絡(luò )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(fā)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(gè)設備可以通過(guò)RS485串口采集各類(lèi)水、電、氣終端設備的數據,并通過(guò)以太網(wǎng)、4G、光纖等通訊方式將數據上傳至服務(wù)器或云平臺??蓮V泛應用于建筑能耗系統,電力監控,電網(wǎng)綜能平臺,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景。
數據采集箱采用模塊化,集中式設計,通過(guò)集成各類(lèi)元器件,方便用戶(hù)進(jìn)行現場(chǎng)的施工接線(xiàn),對終端數據進(jìn)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?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò )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(fā)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(guò)RS485串口采集各類(lèi)水、電、氣終端設備的數據,并通過(guò)以太網(wǎng)、4G等通訊方式將數據上傳至服務(wù)器或云平臺,同時(shí)可選配10.1寸工業(yè)觸摸屏本地進(jìn)行數據顯示??蓮V泛應用于建筑能耗系統,電力監控,電網(wǎng)綜能平臺,泛在電力物聯(lián)網(wǎng)等場(chǎng)景。
智能監控主機采用模塊化,集中式設計,通過(guò)集成各類(lèi)元器件,方便用戶(hù)進(jìn)行現場(chǎng)的施工接線(xiàn),對終端數據進(jìn)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?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)。
 
網(wǎng)絡(luò )示意圖3
5結束語(yǔ)
基于對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高要求,智能網(wǎng)關(guān)系統及其技術(shù)也在一定程度上得到了很大的發(fā)展,通過(guò)對智能網(wǎng)關(guān)相關(guān)硬件組成以及軟件技術(shù)的研究,我們在智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)這~板塊中取得了很大的進(jìn)步。并且通過(guò)以上的分析和說(shuō)明我們也可以知道智能網(wǎng)關(guān)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(jìn)行處理和傳輸還能自動(dòng)生成相應的執行方案。智能網(wǎng)關(guān)具備的強大的功能大大的增加了物聯(lián)網(wǎng)的使用范圍,并且對提高物聯(lián)網(wǎng)的靈活性來(lái)說(shuō),智能網(wǎng)關(guān)也貢獻出了很大的力量,隨著(zhù)經(jīng)濟社會(huì )的發(fā)展,智能網(wǎng)關(guān)必然有更廣的發(fā)展空間。

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