Industrial IoT Gateway to urządzenie do transmisji danych, które w pełni obsługuje sieci komunikacyjne mobilne, UNICOM i Telecom 4G/3G/2G. 4G Intelligent Gateway wykonuje dwukierunkowe, przezroczyste i bezprzewodowe transmisję między urządzeniami szeregowymi i serwerami oraz między urządzeniami szeregowymi i urządzeniami szeregowymi. IoT Gateway ma funkcje prostej aplikacji, parametru konfiguracji USB/Bluetooth i konserwacji na duże odległości itp. Można ją przekazywać za pośrednictwem zestawu programowania kanału chmurowego i protokołu, za pośrednictwem przesyłania kanału chmurowego, zestawu do programowania protokołów, sieci do portów szeregowych itp.
Podstawowa funkcja
Tak zwana brama jest głównie odpowiedzialna za połączenie dwóch heterogenicznych sieci, co jest szczególnie powszechne w scenariuszach IoT przemysłowych, ponieważ sieć wykrywająca często wykorzystuje zupełnie różne sygnały elektryczne i protokoły z wspólnej warstwy sieci (sieć transmisji długodystansowej).
Interfejs sygnału warstwy czujnikowej
Podstawowym zadaniem jest interfejs sygnałów urządzeń w sieci wykrywającej. Ten moduł zawiera interfejsy sprzętowe do interfejsu różnych sygnałów elektrycznych, a także oprogramowania do odpowiedniego gromadzenia danych i wysyłania poleceń. Aby poradzić sobie ze złożonością warstwy wykrywającej, producenci bram przemysłowych ogólnie wyposażają kombinację interfejsów sprzętowych i protokołów dla interfejsów sygnalizacyjnych warstwy wykrywającej zgodnie z ich docelowymi obszarami zastosowania.
Interfejs sygnału warstwy sieciowej
Podstawowym zadaniem jest interfejs z sygnałami warstwy sieciowej. W porównaniu z interfejsem sygnału warstwy percepcji, interfejs sygnału warstwy sieci jest ogólnie znacznie prostszy, ponieważ ogólnie tylko jedna standardowa sieć transmisji na duże odległości i jej protokoły są wymagane w całym systemie, więc odpowiedni interfejs sprzętowy i oprogramowanie transceiverów danych są stosunkowo pojedyncze. Nie oznacza to jednak, że w praktyce może wspierać tylko producenci bram przemysłowych pod względem wszechstronności produktu, są często zaprojektowane w celu wspierania różnorodnej metody sieci transmisji na duże odległości. Szczegółowa metoda może być różnorodnymi interfejsami jednocześnie metodą sprzętu, może być również projektem produktu na kartę wtyczki, która może być wyposażona w metodę, dzięki czemu użytkownik wybierał inny sprzęt w fabryce w momencie sprzętu.
Przetwarzanie danych
Przetwarzanie danych po stronie urządzenia pierwotnego przetwarzania jest problemem niedopasowania danych. Oznacza to, że różnice w zakresie, częstotliwości i kompletności danych wymaganych przez stronę serwisową. Celem przetwarzania danych jest uporządkowanie danych pochodzących z interfejsu wejściowego, przekształcenie ich w metodę danych odpowiednią do wyjścia i przesuwanie go do interfejsu wyjściowego. Strony wejściowe i wyjściowe tutaj mogą być odtwarzane po stronie urządzenia lub po stronie serwisowej, więc aktywność danych jest dwukierunkowa i różni się w zależności od rodzaju danych.
Baza danych na miejscu
Przetworzone dane w niektórych scenariuszach muszą być również przechowywane w lokalnej bazie danych bramy, aby można je było wykorzystać do złożonego przetwarzania danych lub innych lokalnych przetwarzania logiki transakcji. Ponieważ brama przemysłowa jest ogólnie klasyfikowana jako wbudowane urządzenie komputerowe, takie bazy danych są ogólnie wybrane wbudowaną bazę danych. Wbudowana funkcja bazy danych jest prostsza, na ogół ma bufor pamięci, aby poprawić prędkość dostępu.
LOGIKA TRANSAKCJI LOKALNEJ
Ma to głównie radzenie sobie z logiką transakcyjną części systemu związanego z urządzeniami, czujnikami i siłownikami podłączonymi z częścią sieci czujników powiązanej z bramą. Bogactwo i złożoność lokalnego modułu logicznego transakcji różni się znacznie w zależności od bramy do bramy. Jeśli brama przemysłowa nie ma tej części modułu funkcyjnego, często nazywana jest bramą transmisji danych lub konwertera protokołu lub procesora komunikacji. Szczegółowy opis lokalnej logiki transakcji można znaleźć w „księgowości marginalnej”.
Inne funkcje
Oprócz powyższych modułów podstawowych brama jest często wyposażona w interfejs użytkownika do swoich funkcji, który może znajdować się w formie klawiszy, wiersza poleceń (przez telnet lub port szeregowy) lub interfejs graficzny (np. Wbudowany serwer internetowy, a nawet z panelem). Jeśli brama ma lokalną logikę transakcji, być może musi również załadować lokalną logikę transakcji do plików skryptów, pliki sprzętu wymagane przez narzędzie.
Kolejną kategorią i jej ważnym modułem jest moduł bezpieczeństwa. Podobnie jak w przypadku urządzeń sieciowych, bezpieczeństwo jest niezbędnym rozważeniem projektowym. Oprócz obrony przed ingerencjami sieciowymi z zewnątrz, ważne jest również rozważenie uwierzytelniania urządzenia, gdy uzyska dostęp do strony serwera, to znaczy tylko legalne urządzenia mogą połączyć się ze stroną serwera. Wymaga to, aby każdy członek strony urządzenia (brama przemysłowa lub urządzenie inteligentne) musiał mieć unikalny znak identyfikacyjny i znak autoryzacji, aby wejść do przemysłowego Internetu przedmiotów, w przeciwnym razie może istnieć oszust zewnętrznego dostępu do urządzenia, a następnie zakłócać normalne działanie całego systemu. Podobnie urządzenie może uzyskać dostęp tylko do legalnego serwera lub będzie to nielegalne podszywanie się pod tożsamością serwera, aby zakłócać normalne działanie urządzenia.
Brama przemysłowa jako urządzenie na odległość, jego samoobranie jest również bardzo ważne. Zasadniczo jest to wymagane, aby wykorzystywać własną przewagę łączenia się z serwerem i być w stanie automatycznie pobierać własny pakiet aktualizacji oprogramowania z serwera i zakończyć aktualizację, a niektóre ustawienia i operacje sprzętu powinny być możliwe do ukończenia logowania na długich odległości, a następnie zmniejszyć koszt personelu stacjonującego dla ochrony na miejscu i poprawić reaktywność na potrzeby użytkownika.
Ukończenie techniczne
Brama przemysłowa ogólnie przyjmuje wbudowaną architekturę do zakończenia. System jest wyposażony w wymagany sprzęt interfejsu zgodnie z typem interfejsu elektrycznego obsługiwanego przez projekt. Procesor może przyjmować specjalny SoC, taki jak ARM, MIPS i inne architektury, lub może być ogólną architekturą komputera z niskim poziomem Intel X 86 CPU, a jednocześnie powinien być wyposażony w niezbędną ilość urządzeń pamięci i przechowywania, aby poprzeć parametry rachunkowości i oszczędzać dane i parametry sprzętu. System operacyjny jest powszechny dla różnych wbudowanych systemów operacyjnych, z których Linux jest teraz bardziej rozpowszechniony. Jako sprzęt do przetwarzania komunikacji naturalna potrzeba wyposażenia niezbędnego modułu analizy protokołu komunikacyjnego. Analiza protokołu komunikacyjnego zgodnie z protokołem i charakterystyką systemu operacyjnego, być może procesu stanu użytkownika lub procesu stanu jądra systemu operacyjnego. Następnie jest to moduł przetwarzania danych jako centrum całej bramy. Moduł przetwarzania danych jest realizowany głównie przez oprogramowanie i główny procesor, ale nie wyklucza użycia GPU i innych współtworzy, aby przyspieszyć w niektórych scenariuszach. Logika transakcji i wbudowane bazy danych są opcjonalne, wraz z niezbędnymi interfejsami użytkownika i innymi aplikacjami. Mechanizmy bezpieczeństwa powinny być odpowiednio reprezentowane na wszystkich poziomach.
Jeśli chodzi o język programowania dla części oprogramowania, C/C ++ jest ogólnie preferowany dla tego rodzaju urządzeń osadzonych o niskiej mocy obliczeniowej, ale niektórych wymagań w czasie rzeczywistym, ale nie powstrzymuje to programistów przed użyciem Shell, Java, Python i innych języków wysokiej jakości w bramie z entuzjakiem. Ponieważ w interfejsie sprzętu użytkownika i innych operacjach o niskiej częstotliwości użycie tej wysokiej jakości mocy rozwoju języka jest wyższe, a te operacje o niskiej częstotliwości, nawet jeśli wydajność biednych nie tworzy wydajności codziennego działania problemu. W warstwie wykrywania w terenie ze względu na niestabilność procesu biznesowego użytkownika i trzeba przestrzegać zmian w scenie, brama musi również przestrzegać zmian w sprzęcie, a nawet potrzebę określonej dziedziny rozwoju wtórnego, ten język o wysokiej jakości możliwości rozwoju może być bardziej konieczny!