物联网智能化网关、工业采集网关、数据采集网关的功能和应用方案总结

物联网智能设备控制系统的设计与实现引言近年来，物联网技术在家庭生活、工业生产、医疗保健等方面广泛应用，其中智能设备控制系统是物联网的重要应用之一。

本文将介绍物联网智能设备控制系统的设计与实现。

一、物联网智能设备控制系统的基本架构物联网智能设备控制系统是由智能终端设备、物联网网关、云平台和用户终端组成的系统架构。

其中智能终端设备与用户终端可以通过蓝牙、WIFI等方式进行通讯，物联网网关则负责将智能终端设备的数据上传至云平台。

云平台通过数据分析和处理，将结果反馈给用户终端，用户终端则通过图形界面进行交互、控制。

二、物联网智能设备控制系统的实现流程物联网智能设备控制系统的实现流程主要包括智能终端设备的设计、物联网网关的实现、云平台的搭建和用户终端的开发四个过程。

1. 智能终端设备的设计智能终端设备是物联网智能设备控制系统的核心部分，其主要功能是采集环境数据并控制设备操作。

智能终端设备的设计需要考虑采集传感器数据的方式、采集数据的频率以及数据存储和传输等。

完成智能终端设备的设计后，需要通过专业工具进行验证，并进行实际测试。

2. 物联网网关的实现物联网网关是社交终端设备和云平台之间的桥梁，主要负责智能终端设备的数据上传和云平台对智能终端设备的控制指令传输。

物联网网关需要考虑数据协议、网络通讯、传输安全和数据存储等问题。

常用的物联网网关技术有LoRa、ZigBee、Wi-Fi等，根据具体应用场景选择合适的通信协议。

3. 云平台的搭建云平台是物联网智能设备控制系统的数据处理和存储平台，主要分为数据采集、数据存储、数据分析和控制指令下发四个模块。

数据采集模块主要负责接收物联网网关上传的数据，并进行过滤、去重和存储等操作；数据存储模块则用于存储采集的数据；数据分析模块则是云平台的核心，主要负责统计分析、预测预警等处理；控制指令下发模块则为用户提供远程访问和控制功能。

云平台的搭建可以选择AWS、Azure、Google Cloud等云服务提供商，也可以根据应用场景使用私有云或混合云部署。

物联网平台的数据采集与分析技术研究随着物联网技术的迅猛发展，越来越多的设备和传感器开始连接到互联网，形成了庞大的物联网平台。

而物联网平台的数据采集与分析技术是支撑整个物联网系统高效运行的重要组成部分。

本文将对物联网平台的数据采集与分析技术进行深入研究，探讨其在实践中的应用与发展趋势。

一、物联网平台的数据采集技术物联网平台的数据采集技术是指从各种传感器和设备中获取数据并将其上传到云端的过程。

在物联网中，传感器是物理世界和数字世界之间的桥梁，通过感知环境中的各种参数并将其转化为数字信号。

因此，数据采集技术的核心是如何高效地获取传感器数据，并确保数据的准确性和实时性。

1. 传感器技术：物联网平台的数据采集离不开传感器技术的支持。

传感器可以感知和测量温度、湿度、光强、压力等环境参数的变化，并将其转化为电信号。

目前市场上有各种类型的传感器，包括温度传感器、光强传感器、加速度传感器等。

根据具体需求，选择合适的传感器对于数据采集的准确性和可靠性至关重要。

2. 通信技术：物联网平台需要将传感器采集到的数据上传到云端进行存储和分析。

因此，通信技术在数据采集过程中起到了至关重要的作用。

目前常用的通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、Zigbee等。

根据不同的场景和应用需求，选择合适的通信技术能够有效地确保数据的传输可靠性和实时性。

3. 数据采集网关：物联网平台中存在大量的传感器设备，如何高效地收集和管理这些设备产生的数据是一个挑战。

数据采集网关作为连接物联网终端设备和云端的桥梁，能够将不同类型的传感器数据进行集中采集和管理。

同时，数据采集网关还可以提供数据的预处理功能，如数据清洗、去噪等，提高数据的可用性。

二、物联网平台的数据分析技术物联网平台采集到的海量数据对于实时监测、预测分析和决策支持等方面具有重要意义。

因此，数据分析技术在物联网平台中扮演着至关重要的角色。

数据分析技术可以帮助人们从海量数据中提取有价值的信息，发现隐藏的规律和模式，并支持决策过程。

基于工业物联网的工业数据采集技术研究与应用张建雄;吴晓丽;杨震;李洁【摘要】关注物联网在工业数据采集领域的应用场景和技术方案,包括工业数据采集现状及问题分析、工业数据采集典型应用场景、工业数据采集技术特征、与电信运营商云网融合技术研究等,提出电信运营商基于工业物联网的工业数据采集技术架构和应用方案,可广泛应用于各类工业设备或智能产品的远程监控与智能维护应用场景,实现设备远程监测、预防性维护和性能优化分析等功能.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2018(034)010【总页数】6页(P124-129)【关键词】工业物联网;工业数据采集;工业通信协议;预测性维护【作者】张建雄;吴晓丽;杨震;李洁【作者单位】中国电信股份有限公司上海研究院,上海200122;中国电信股份有限公司上海分公司,上海200003;中国电信股份有限公司上海研究院,上海200122;中国电信股份有限公司上海研究院,上海200122【正文语种】中文【中图分类】TN9581 引言近年来，物联网已广泛应用到工业生产优化、管理提升、改进服务和节能减排等方面。

工业物联网应用前景十分广阔，有国际分析报告显示：预计到2020年全球工业物联网产值将达到1 510亿美元。

为此，各国政府纷纷出台相关支持政策，德国率先提出“工业4.0”，通过提升制造业的计算机化、数字化与智能化，建立具有适应性与资源效率的智能工厂；美国随后提出了“工业互联网”国家发展战略；中国相关政策密集发布，陆续发布了《中国制造2025》[1]《国务院关于深化制造业与互联网融合发展的指导意见》《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》[2]等系列政策文件，提出大力发展智能制造，加速推动信息技术与制造技术的深度融合，并进一步提出2025年、2035年和21世纪中叶“三步走”目标。

同时国内外工业巨头们纷纷布局工业物联网应用和平台：GE推出工业物联网软件平台Predix，连接各类工业设备，采集全球内建传感器的工业设备数据（如航空发动机、油气工业设备、风电设备等），通过Predix平台中的各种分析软件对这些采集到的设备数据进行实时分析，从而进行业务优化；西门子则推出MindSphere工业物联网平台，提供设备连接、数据采集、传输和安全存储，实现设备状态监测、预防性维护、能源数据管理以及工厂资源优化等；海尔推出COSMOPlat平台，构建面向智能制造的工业物联网平台，帮助企业实现全流程的业务模式创新，为中小企业提供柔性制造、供应链协同、设备远程诊断维护等一体化智能制造解决方案。

新型物联网网关及物联网网关工作方法一、物联网网关的概念和作用物联网网关是一种连接物联网设备和云平台或其他网络的中间设备。

它就像是一个翻译官，能够将不同协议、不同格式的数据进行转换和整合，使得各种设备能够相互通信和协同工作。

具体来说，物联网网关的作用主要包括以下几个方面：1、协议转换不同的物联网设备可能使用不同的通信协议，如Zigbee、Bluetooth、WiFi 等。

物联网网关能够将这些不同协议的数据转换为统一的格式，以便于数据的传输和处理。

2、数据采集和预处理网关可以从各种设备中采集数据，并对这些数据进行初步的处理和筛选，去除冗余和无效的数据，减轻云平台的负担。

3、网络连接它将物联网设备连接到互联网或其他网络，确保数据能够可靠地传输到目的地。

4、安全防护物联网网关可以提供一定的安全机制，如防火墙、加密等，保护物联网设备和数据的安全。

二、新型物联网网关的特点随着技术的不断进步，新型物联网网关具备了一些新的特点，以满足日益复杂的物联网应用需求。

1、强大的计算能力新型网关通常配备了高性能的处理器和内存，能够快速处理大量的数据。

2、多网络接入能力除了常见的网络接口，如以太网、WiFi 等，还支持 5G、NBIoT 等新兴的无线通信技术，以适应不同的应用场景。

3、智能边缘计算具备边缘计算能力，可以在本地对数据进行实时分析和决策，减少数据传输的延迟和带宽消耗。

4、开放性和可扩展性支持多种开发语言和接口，方便开发者进行二次开发和功能扩展。

5、低功耗设计在一些电池供电的物联网应用中，网关需要具备低功耗特性，以延长设备的使用寿命。

三、物联网网关的工作方法物联网网关的工作过程可以大致分为数据采集、数据处理和数据传输三个阶段。

1、数据采集物联网网关通过各种接口与物联网设备建立连接，主动或被动地获取设备的数据。

例如，通过传感器接口获取环境数据，通过工业控制接口获取生产设备的运行数据等。

在数据采集过程中，网关需要识别不同设备的数据格式和协议，并将其转换为统一的内部格式。

9网络通信技术Network Communication Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering1 引言中国制造2025规划核心是实现制造智能化，智能制造催生工业互联网络，由于不同国家工业设备制造商各自为政，增加工业设备系统互联通的难度。

工业智能网关完成车间级与系统的互连互通，在智能制造中具有重要地位。

OPC UA 是安全可靠，用于工业通讯的数据交互标准规范，是由制造商、科研院校共同参与制定的规范，使得不同操作系统设备可以按照标准格式进行数据交换[1]。

2018年TI 公司推出Sitara 系列ARM 处理器，完成各厂家工业通信设备互联通。

瑞典HMS 公司Anybus 工业互联SOC 解决方案NP40是理想的选择。

当前以HMS 公司为代表的成熟工业智能网关大多为国外公司，国内仅少数公司有类似产品，本文提供工业智能网关技术解决方案具有重要参考价值。

2 工业互联网概述工业互联网并非简单的互联网+工业，工业领域的互联包括PLC 控制系统、软件信息系统等互联，工业互联网旨在通过对工业数据进行全面采集，计算预处理与建模分析，实现综合管理、提高效率。

根据IIC 对工业互联网的定义，指工业控制系统在线连接，构成多个巨大与人连接的系统，与企业系统及分析方案集成。

工业互联网涵盖网络数据与安全体系。

工业互联网数据采集可以对照工业互联网体系从数据处理、采集网络等方面分析。

第四次工业革命是以智能制造为代表的颠覆性变革，其核心是人工智能、云计算等为代表的制造业数字化。

工业互联网包括诞生于工业4.0的工厂智能化与和工业物联网相关垂直市场，包括医疗保健、智能交通等[1]。

目前全球工业发展理念重塑，竞争优势不断重构。

发展智能制造成为主要经济体抢占科技产业革命制高点的共同选择，信息通信技术优化升级深刻调整制造业全球竞争格局，工业互联网成为各国发展智能制造的战略支点。

物联网智能网关、工业采集网关、数据采集网关的功能及应用方案无线通讯网关,亦称数据采集网关,数据采集、协议转换网关,工业采集网关,可采用GPRS,433,2.4G,,wifi及以太网等多种通讯方式,快速实现近距离、中远程数据采集传输,适用于工业、农业、建筑、环保、医疗、运输等领域;目前,比较常用的工业智能网关主要包括XL91智能网关和XL90智能网关;一、XL91智能网关,也叫无线网关,工业物联网智能网关,工业通信网关,无线传感管理主机等,集通讯管理、数据接收、协议转换、数据处理转发等功能,支持手机WiFi现场调试的,属于无线传感器网络产品;XL91智能网关,可同时接收多个无线传感器数据,支持1路以太网口Ethernet、1路RS485串口、无线传输等上行方式, 可选GPRS,433MHZ,2.4GHZ,WI-FI等无线传输方式;特点：1、XL91 适用于构建小容量的传感网络；2、读取、处理、转发传感节点的数据：通讯管理、协议转换、数据处理、数据转发；3、提供用户要求的协议；4、1路2.4GHz或490MHz,组成星型或MESH型的网络；5、可提供用户要求的协议；构建小型智能传感网络；协调、管理传感网络节点通讯；智能传感网络和外部网络枢纽和桥梁：通讯网络转换、通信协议转换；拓扑图如下↓XL91 物联网智能网关应用领域：1、油田、油井、气田监测；2、蒸汽管道、供暖管道监测；3、水泵房的监测；4、冷藏、仓储环境监测；5、农业、养殖环境监测;XL91 物联网智能网关应用方案一：拓扑图如下↓1、构建小型智能传感网络；2、传感网络和外部网络的网络转换和协议转换设备;3、通过433MHz、2.4GHz无线方式读取传感节点的数据；4、通过GPRS方式将数据上传至云服务器；5、可在现场加装触摸屏,用于现场监视；6、能源管理系统EMS：采集局部传感接点的数据上传;XL91 物联网智能网关应用方案二：拓扑图如下↓1、构建小型智能传感网络；2、传感网络和外部网络的网络转换和协议转换设备;3、通过433MHz、2.4GHz无线方式读取传感节点的数据；4、通过Ethernet将数据上传至监控计算机；5、DCS系统：采集压力、温度、气体等节点数据,通过Ethernet、RS485上传至DCS；XL91智能网关的应用范围广,无需布线,减少运维成本,安装便捷,即插即用,适用于油田、油井、气田,蒸汽管道、供暖管道,水泵房,冷藏、仓储,农业大棚、养殖等环境数据实时监测与预警;二、XL90智能网关,也叫无线网关,工业物联网智能网关,工业通信网关,无线传感管理主机等,集通讯管理、数据接收、协议转换、数据处理转发等功能,支持手机WiFi现场调试,属于无线传感器网络产品;XL90智能网关,可同时接收多个无线传感器数据,支持2路以太网口Ethernet、RS485和1路RS232串口、无线传输等上行方式, 可选GPRS,433MHZ,2.4GHZ,WI-FI等无线传输方式;XL90智能网关的应用范围广,无需布线,减少运维成本,安装便捷,即插即用,适用于机房、机站动力、环境监控系统,低压配电监控系统,电能数据监控系统,工厂机器设备、生产线运行状态监控系统,生产信息采集系统等无线监测与预警;特点：1、智能传感网络核心,构建大容量的传感网络；2、高度集成化；3、多种通讯方式可选；4、支持多种通信协议,和平台应用软件通信;5、支持物联网协议MQTT、SOAP协议；6、可为用户定制开发指定的通信协议；构建智能传感网络；协调、管理传感网络节点通讯；智能传感网络节点和服务器之间的枢纽和桥梁：通讯网络转换、通信协议转换；拓扑图如下↓应用领域：1、机房、机站动力、环境监控系统；2、低压配电监控系统；3、电能数据监控系统；4、工厂机器设备、生产线运行状态监控系统；5、生产信息采集系统;XL90物联网智能网关应用方案一：拓扑图如下通过433MHz、2.4GHz无线方式读取传感节点的数据；节点装置可选智能传感器、智能测控装置,或第三方的智能装置；通过以太网,将传感节点的数据上传至监控中心服务器；支持不同的通信协议上传数据给多台服务器;XL90物联网智能网关应用方案二：拓扑图如下读取传感节点通过GPRS上传至Internet上的数据；作为云平台应用软件的前端通讯设备：通讯接口和通信协议转换;。

工业物联网运营方案一、服务运营方案1. 服务内容我们的工业物联网运营方案包括以下主要服务内容：（1）设备连接服务：确保生产设备可以通过物联网技术互相连接，并与中央控制系统实现数据传输和控制。

（2）数据采集服务：通过传感器和数据采集设备对生产设备的运行状态和生产过程中产生的数据进行实时采集。

（3）数据分析服务：利用大数据分析技术对采集到的数据进行处理和分析，提取生产过程中的关键信息。

（4）远程监控服务：通过网络技术实现对生产设备和生产过程的远程监控，及时发现和处理问题。

（5）预测性维护服务：利用数据分析和机器学习技术对设备的运行状态进行预测，提前进行维护和保养。

（6）安全管理服务：包括设备安全监测、数据安全保障等内容。

二、运营模式1. 硬件提供模式我们可以提供各类工业物联网设备，包括传感器、数据采集设备、互联网网关等，为客户实现设备连接和数据采集服务。

此外，我们还可以提供定制化的硬件方案，满足客户特定的生产需求。

2. 平台服务模式我们可以搭建工业物联网平台，为客户提供完整的服务。

平台可以包括设备连接管理，数据存储和分析、监控、报警等功能。

客户可以通过平台实时监控生产设备的运行状态，获取生产数据，进行远程控制和管理。

3. 一体化解决方案我们还可以为客户提供一体化的工业物联网解决方案，包括硬件提供、平台搭建和定制化服务。

根据客户的具体需求，为客户提供全方位的服务，实现智能化生产。

三、服务优势1. 技术优势我们拥有强大的技术团队，具备丰富的物联网技术和工业自动化技术经验，能够为客户提供专业的技术服务。

2. 解决方案优势我们提供的工业物联网解决方案可以满足客户多样化的需求，能够解决客户在生产过程中遇到的各种问题，实现数字化转型和智能化生产。

3. 服务体系优势我们的服务体系健全完善，能够为客户提供全方位的服务支持，包括售前咨询、方案设计、售中实施、售后服务等，确保客户能够获得满意的服务体验。

4. 成本优势我们提供的工业物联网解决方案成本合理，能够为客户提供高性价比的服务，降低客户的投入成本，提升生产效率。

大数据物联网数据网关技术概要摘要：本文介绍了大数据物联网数据网关技术的基本原理、发展现状及未来发展趋势。

首先，对大数据和物联网的概念进行了简单阐述。

然后，分析了数据网关技术的定义、功能和优势。

接着，讨论了大数据物联网时代数据网关技术的应用场景和主要挑战。

最后，提出了从安全性、可靠性、性能等方面进一步改进数据网关技术的建议。

关键词：大数据；物联网；数据网关；安全性前言：随着物联网的快速发展和普及，物联设备所产生的数据量爆发式增长，如何有效地存储、管理和分析这些数据成为了一个重要问题。

为了解决这个问题，数据网关技术应运而生。

数据网关作为连接物联设备和云端平台之间的桥梁，可以将设备产生的数据传输到云端平台，同时还可以从平台中获取指令并控制设备。

在大数据物联网时代，数据网关技术具有重要的应用价值和市场前景。

1 大数据和物联网的概念大数据是指在现代社会中，由于各种传感器、移动设备、社交网络等信息来源不断增加，导致产生海量、多维、高维的数据集合。

这些数据可以来自于不同的领域，包括金融、医疗、电子商务、社交媒体等，其中包含了丰富的信息和价值。

但要从这些数据中提取出有用的信息并实现价值创造，需要使用到大数据技术。

物联网是一种新型的互联网应用模式，它通过无线传感器网络和云计算技术，将人、物、信息进行全球性的互联互通和智能化管理。

物联网具有以下特点：（1）普遍性：物联网连接的对象可以是任何物品，如家居设备、汽车、工厂等。

（2）泛在性：物联网覆盖范围广泛，可以涵盖城市、乡村、海洋等各种环境。

（3）智能化：通过利用传感器、语音识别、图像处理等技术，使得设备能够自主感知环境变化，并自主做出智能决策。

（4）安全性：物联网对传输的敏感数据进行加密和认证，保证传输过程中数据的机密性和完整性。

物联网可以实现对设备的远程监控、智能控制和自动化管理，具有广阔的应用前景和市场价值。

同时，也给传统行业和新兴产业带来了转型和升级的机会。

2 大数据物联网数据网关技术与优势2.1 大数据物联网数据网关技术（1）数据采集大数据物联网数据网关的一个重要功能是数据采集，即从物联设备中采集各种数据，并将其传输到云端平台。

物联网解决方案一、引言物联网（Internet of Things，简称IoT）是指通过互联网连接和交互的各种物理设备、传感器、软件和网络，实现设备之间的数据传输和互操作性。

物联网技术的发展，为各行各业带来了巨大的机遇和挑战。

本文将介绍一种物联网解决方案，旨在帮助企业实现设备的智能化管理和数据的高效利用。

二、方案概述该物联网解决方案基于云计算、大数据和人工智能等先进技术，通过设备的互联互通，实现数据的采集、传输、存储和分析，从而实现设备的智能化管理和数据的价值挖掘。

该方案主要包括以下几个关键步骤：1. 设备接入通过物联网网关，将各种设备和传感器连接到云平台。

网关负责设备的数据采集和传输，并提供安全的通信通道。

2. 数据采集与传输设备通过传感器采集各种环境数据，如温度、湿度、压力等。

采集到的数据通过网关传输到云平台，确保数据的安全和可靠性。

3. 数据存储与管理云平台提供数据存储和管理功能，将采集到的数据进行存储，并根据设备的属性和关联关系进行分类和管理。

同时，云平台支持数据的实时查询和历史数据的回溯分析。

4. 数据分析与挖掘通过大数据和人工智能技术，对采集到的数据进行分析和挖掘。

通过建立模型和算法，实现数据的预测和优化，为企业决策提供科学依据。

5. 应用开发与集成基于云平台提供的API和SDK，开发各种应用程序和服务。

将物联网数据与企业的业务系统进行集成，实现设备的远程监控和控制。

三、方案优势该物联网解决方案具有以下几个优势：1. 灵活可扩展方案采用模块化设计，可以根据企业的需求进行定制和扩展。

支持多种设备和传感器的接入，适应不同行业和场景的需求。

2. 高效安全通过物联网网关和云平台的安全机制，确保设备和数据的安全。

采用加密技术和身份认证，防止数据泄露和非法访问。

3. 实时监控与控制通过云平台提供的实时数据查询和远程控制功能，实现对设备的实时监控和远程操作。

提高设备的运行效率和故障处理效率。

4. 数据价值挖掘通过大数据和人工智能技术，对采集到的数据进行深度分析和挖掘。