數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的作用就是連接不同的通信系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)互通,所以首先要對不同系統(tǒng)進行物理連接,在物理連接的基礎上,再根據(jù)不同系統(tǒng)的通信協(xié)議,利用協(xié)議允許的接口進行軟件連接,通過數(shù)據(jù)接收、提取、發(fā)送的過程實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)。
數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的基本功能是進行不同通信協(xié)議間內(nèi)容的翻譯轉(zhuǎn)換,但是對這個過程中的數(shù)據(jù)如何進行處理,或者如何使用這些數(shù)據(jù),決定了數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的應用。根據(jù)對數(shù)據(jù)處理方式的不同,可將數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)分成普通數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)和專用數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)兩種。
1、普通數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)
該型數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)以數(shù)據(jù)傳輸功能為主,對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)只進行簡單處理,如有效性過濾、存儲、重新組織等。最典型的應用是控制系統(tǒng)中的操作上位機系統(tǒng),該系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線或者其它方式接入控制系統(tǒng),將采集到的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)(一般是 TCP/IP 協(xié)議)發(fā)送至操作員上位機,在控制畫面上顯示相應狀態(tài),同時又將上位機發(fā)出的操作指令發(fā)送給現(xiàn)場 PLC 等控制器,實現(xiàn)了現(xiàn)場設備通信系統(tǒng)與人工操作通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連通,使用數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)作為主要的信息橋梁和中轉(zhuǎn)站。
2、專用數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)
與普通型相比,該型不僅具有數(shù)據(jù)存儲、轉(zhuǎn)發(fā)等數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的基本功能,最大的特點是將其它高級的功能也進行了集成,構(gòu)成了基于數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)技術(shù)的專用設備,目前主要有以下幾種:
(1)信息發(fā)布數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān) 該型數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)集成了 web 發(fā)布功能, 通過有線或者無線接口直接接入 internet,方便用戶在任何地方通過互聯(lián)網(wǎng)獲得實時生產(chǎn)信息。
(2)過程控制數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān) 該型除了數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)基本功能,主要功能是數(shù)據(jù)計算,主要通過軟件實現(xiàn),對生產(chǎn)系統(tǒng)特別是單一復雜設備進行高級控制,彌補 PLC 等現(xiàn)場控制器對數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)調(diào)用、復雜算法實現(xiàn)困難等功能上的不足,從而提高生產(chǎn)的自動化水平。
(3)信息存儲數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān) 該型主要功能是數(shù)據(jù)存儲,在本地建立數(shù)據(jù)庫,將接收的數(shù)據(jù)進行長期存儲,并具備多種組織和查詢接口,以方便進行生產(chǎn)流程優(yōu)化和質(zhì)量追溯。
最新的信息技術(shù)如云技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等的出現(xiàn)大都基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,而數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的連通不同通信網(wǎng)絡的特性恰恰為這些新技術(shù)應用到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)提供了支撐。
物聯(lián)網(wǎng)是通過智能感知、射頻識別技術(shù)與普適計算、泛在網(wǎng)絡的融合應用,被稱為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)之后世界信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)的主要目的在于使具有射頻技術(shù)、紅外傳感技術(shù)或其他具有感知能力的新型傳感設備,能夠無縫的融入互聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)相互之間的信息交換,和進一步的智能識別、監(jiān)控管理。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān),作為一個新的名詞,在未來的物聯(lián)網(wǎng)時代將會扮演非常重要的角色,它將成為連接無線傳感網(wǎng)絡與傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡的紐帶,完成無線傳感網(wǎng)絡、傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡以及其它不同類型網(wǎng)絡之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換,實現(xiàn)局域和廣域的數(shù)據(jù)互聯(lián)。此外物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還需要具備設備管理功能,運營商通過物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設備可以管理底層的各感知節(jié)點,了解各節(jié)點的相關(guān)信息,并實現(xiàn)遠程控制。
從功能上講,物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)或者說智能網(wǎng)關(guān)主要實現(xiàn)以下三個功能:感知網(wǎng)絡接入的能力,異構(gòu)網(wǎng)絡互通的能力,通訊與數(shù)據(jù)格式標準化。
簡單地講,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)主要完成三個任務:首先,是收集傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù);其次,執(zhí)行數(shù)據(jù)協(xié)議轉(zhuǎn)換;最后,將協(xié)議轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)快速有效的發(fā)送到公共網(wǎng)絡。除此以外,物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)同時還具有相應的管理和控制能力。
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