核心技术
Core Technology

WF-IoT融合网关——IoT2.0的重要支撑

2018-06-29

1、背景

在工作和生活当中,电信网络已经目前成为传递信息的主要渠道。然而,物与物、人与物之间却很少直接采用电信网络。其原因主要在于:

  • 海量的“物”需要智慧化节点,这些节点若通过电信网络传输的话,成本会非常昂贵;

  • 从技术上看,现有的电信网络很难保障在区域范围内海量节点的同时在线通信;

  • 很多节点的工作环境非常严酷,一般都要求长时间连续工作且不更换电池,这也是现有电信网络很难保障的;

  • 很多时候,“物”与“物”间的距离很近,它们之间的通信并不需要远距离通信。

在这种情况下,无线传感器网络(WSN)、RFID、Lora等近程通信技术应运而生,并在很短时间内获得广泛应用。该类技术以一种低成本、高效率的方式,实现人与“物”、“物”与“物”间的通信,有效弥补了电信网络的缺陷。但是,从另一角度看,由于这类技术的特殊应用场景,其技术优势也正是其先天不足。它们一般都在局部区域内应用,网与网之间一般不通信,这离真正实现万物互联的目标还有一定的距离。比如,由于节点必须要有极低的功耗,其计算及存储资源受限,通信带宽、传输距离、覆盖范围都必须减小。另外,不同通信协议的技术无法互联互通。

2、概物联网网关

物联网网关(IoT GW),作为一个新的名词,在物联网时代扮演重要的角色,它将成为连接物联网与传统通信网络的纽带。作为网关设备,物联网网关可以实现物联网与通信网络,以及不同类型物联网之间的协议转换,既可以实现广域互联,也可以实现局域互联。此外,物联网网关还需要具备设备管理功能,了解各节点的相关信息,并实现远程控制。

对业主而言,这种网关意味着传统通信网络向物联网的延伸,从而构建起从骨干网、接入网到物联网的大网络,不同地域、不同应用的物联网通过这张大网络连接在一起,实现不同子网的信息交换、通信与控制。

作为桥梁的物联网网关,至少应当具备以下两个方面的能力:

(1)广泛的接入能力。目前用于近程通信的技术标准很多,仅常见的传感网技术就包括ZigBee、Z-Wave、RUBEE、WirelessHART、IETF 6LowPAN、ANT/ANT+、Wibree、Insteon等。各类技术主要针对某一类应用展开,之间缺乏兼容性和体系规划。如:Z-Wave主要应用于无线智能家庭网络,RUBEE适用于恶劣环境,WirelessHART主要集中在工业监控领域。如何实现各种通信协议的互联互通,就成为物联网网关必须要解决的问题。

(2)强大的可管理能力。要想实现全网的可管理,实现强大的管理能力,是构建物联网的关键。由于各子网的技术标准不同,协议的复杂性不同,所能进行的管理内容有较大差异,但都要有对网关设备自身的管理能力,还可以通过网关实现子网内各节点的管理,例如获取节点的标识、状态、属性等信息,以及远程唤醒、控制、诊断、升级维护等。

下图1示意性地给出了以物联网网关构建的物联网典型拓扑。


图1 以物联网网关构建的物联网典型拓扑图

3、WF-IoT 智能网关

WF-IoT是中高速广域融合物联网技术的英文缩写,又称融合物联网,是我国完全自主的一种基于RFID的低功耗广域网通信技术,是一种能实现远距离、大容量、中高速、免付费、低功耗的物联网系统。2017年,该技术被陕西省列为“硬科技”,具有IoT2.0的显著特征。

WF-IoT智能网关是WF-IoT融合物联网的核心产品之一,目前有支持IP、RFID、2G/3G/4G、Wi-Fi、蓝牙、红外、WSN、RTLS、ALL(照明)等各种协议的智能网关系列产品。

WF-IoT智能网关,除具有传统物联网网关的能力特性外,还具有以下两个特点:

(1)去中心化的入网能力。WF-IoT智能网关可以作为一个普通的智慧化节点,按网格拓扑,以无线自组网形式,接入到物联网内。

(2)不依赖于云端(或上位机)的霾计算能力。也就是说,即使没有通信传输和业务应用,不需要接计算机,在“物”与“物”相联层面上的物联网络,WF-IoT智能网关与其他智慧化节点配合使用,使该物联网络仍具有的计算、控制、采集、执行等能力。

WF-IoT智能网关的应用,为“一网多用”和“一物多能”奠定了硬件基础,极大地拓展了物联网络的覆盖范围,使智能化应用成本极大降低,是IoT2.0的重要支撑。


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