从零开始设计环保监测物联网系统(二)

IOT网关，接收sensor数据的总入口，主要是日志，安全防护，流控，协议转换等功能，

图1 IOT网关

之前有提到IOT网关是基于python的twisted框架实现的，初期的时候该IOT网关主要实现的功能是 数据接收和转换功能 和 安全防护 。

数据接收和转换功能 ，这里很简单，拟定好数据交互格式后，IOT网关按照约定好的格式进行解析，然后转发给后端服务进行进一步的处理

安全防护 ，设备的区分主要是依靠烧录到硬件的SN号来实现，SN号包含的信息比较多，如生产批次，设备型号等，受制于厂商我安全防护不能做的非常完善，同时sensor与IOT网关的交互不能非常复杂。安全防护这一块理论上是设备接入要一型一密或者一机一密，协议上还应该启用tls/ssl安全通信协议。

图2 鉴权

安全防护要做ssl这类的安全通信协议的话，要考虑设备厂商实现通信模块能力，设备功耗，设备性能（低端设备cpu性能可能比较差，可考虑对称加密形式），IOT网关也需要引入相应模块。

另外认证从性能方面考虑，后期在设备比较多的情况下，可以加入redis等内存型key-value数据库，缓存设备信息，提高鉴权模块性能。

实践中，我们的sensor基本都是依靠电池供电，因此我们的IOT网关基本是面向短链接（后期我们有监测设备，依靠外部电源直接供电，为长连接），因此在每次发起连接我们都要进行一次鉴权，鉴权通过后，设备方可上传传感器监测数据和设备自身状态。

图3 数据交互流程

这一块的调试工作长达半年左右，才基本稳定下来，主要集中在设备商处除了硬件稳定性，还有在调试中发现传输的字符串乱码（c语言处理问题），沾包（厂商开发人员tcp协议不熟），优化传输效率，关闭cork或者 Nagle 算法（传输包很小）。

因为IOT网关不能主动断连接，理论 *** 作中，IOT网关应该和sensor有心跳协议，保证连接的有效性。设备商在数据流程交互完成后，竟然没有close 连接，直接休眠，导致网关所在服务器的连接的文件描述符一直没有正常释放，后面为了预防这种现象，我开启了 *** 作系统层面的keepalve定时器，回收失效连接（系统默认时间是2小时左右，我缩短了失效时间），理论上来说应该是应用层面去实现心跳协议。

整个IOT网关的设计，是无状态，可伸缩的，单网关在普通型ecs上可轻松达到数百tps。

在工业物联网应用领域有一个小盒子，个头虽然不多，但是作用却很了不起，离开他，就没什么物联网可谈。对于这个神奇的物联网小盒子，你又认识多少呢？

这个工业物联网的小盒子作用就是数据的采集与传输，我们经常将其称作为工业网关、工业智能网关。工业网关作为一个数据采集模块，他经常要做的工作就是采集设备上的PLC数据信息，并将读取到相关数据信息传输到工业云平台。最终，工业用户实现在云平台读取相关需要的信息。一个小小的盒子承担着数据的采集和传输的双层作用，把守着工业设备数据传递的关口。当然，很多人也会发出质疑，一个小小的盒子竟然会有这么大功能呢？信息传递安全吗？能够保证其实时数据传递不会出现信息的丢失吗？
确实就是这个小盒子，功能作用还真是不一样。对于一些工业智能网关，在设计之初就考虑到信息安全这个问题。例如御控yc-5300系列网关就能同时满足实时传输、断点传输和加密传输这个要求。所以即便是在断网的情况下，数据信息也不会出现丢失，加密功能也很好的保护了用户的信息安全性。这只是归功于网关的一些基本配置，对于一些更高配置的工业级网关可以实现边缘计算、设备现场的实时监控、设备远程监控以及调试等功能。这些功能的实现都是依靠于这个不起眼的智能网关盒子。小盒子大本事，如果没有这个小盒子对设备数据的采集和传输，工业物联网方案也就成为空谈。

工业网关作为工业物联网的硬件是其方案实施的一个根本保证，目前市面上工业网关的品牌众多。选取一个适合自己的网关盒子十分重要，但是其最终还是要落地到其功能选择上。好鞍配好马，好的网关盒子配上专业工业云平台才一套完整可执行的工业物联网方案，才能为工业用户解决问题，提高效率。
如果你想了解更多的工业网关，给自己的设备配上一台合适的网关，不放联系我们，为您提供专业的网关盒子，满足您的需求。

主要功能：

一广泛的访问才能

现在，短程通讯的技能规范许多，只有LonWorks、ZigBee、6LoWPAN、rubee等常用的无线传感器网络技能，各种技能主要是针对某一应用开发的，缺少兼容性和体系规划。现在，国内外现已开展了物联网网关的规范化作业，如3GPP、传感器作业组等，以完成各种通讯技能规范的互联互通。

云网关

二可办理性

强壮的办理才能关于任何大型网络都是必不行少的。首先，需要对网关进行办理，如注册办理、权限办理、国家监管等。网关完成了子网中节点的办理，例如获取节点的标识、状况、特点、能量等，以及因为子网的技能规范和协议复杂性的不同，唤醒、 *** 控、确诊、升级和保护等的长途完成，网关具有不同的办理功能。根据物联网的模块化网关来办理不同感知网络、不同应用，保证使用一致的办理接口技能来办理终端网络节点。

三协议转化才能

不同感知网络到接入网络的协议转化，低规范格局的数据一致封装，保证不同感知网络的协议能够成为一致的数据和信令;将上层宣布的数据包分析成可由感知层协议识别的信令和 *** 控指令。

总结这些基本网关才能没有问题，但关于物联网网关来说，要害点之一是网关本身是完成感知层和通讯层的仅有入口和出口通道。外部只需要处理网关，而网关用于调度和 *** 控下面访问和注册的各种类型的传感设备。

因而，网关具有相似于API网关的要害才能，即对传感层中各种传感设备供给的不同类型的协议进行接入和适配，一起在协议接入后能够转化为规范接口协议和通讯层交互。关于实时接口，它能够选用相似的>