物联网扫盲篇——物联网网关

物联网网关在物联网项目中扮演着怎样的角色？什么情况下的物联网项目里，才需要物联网网关呢？这篇文章里，作者尝试从物联网网关的作用、种类和选择等维度做了拆解分析，一起来看看，或许可以帮你了解物联网网关所真正扮演的“角色”。

在物联网项目中，物联网网关作为一个关键组件经常被提及。那么，物联网网关究竟扮演着怎样的角色？它具备哪些核心功能？同时，我们也注意到，并非所有物联网设备都需要网关。那么，我们究竟在何种情况下需要物联网网关呢？

首先，什么是物联网网关？

物联网网关类似我们常见的路由器，具有网络接入能力，但是功能比较简单，通讯速率要求不高，看重移动网络接入能力一般只是做数据透传使用，将物联网的数据转发到服务器上，做进一步分析和处理网关是物联网非常重要的组件，是传感层与网络层连接的纽带。

一、物联网网关扮演的角色

聊到物联网网关，必须先要了解网关在物联网中的应用和物联网架构。

其实物联网的架构之前也有讲到过，主要由感知层、网络层、平台层、应用层构成。 感知层可以主要由基础芯片、执行器、传感器等组成。

传感器根据根据应用场景，功能非常丰富。如我之前做的项目，主要是环保类的。包含了温湿度，压力，S02浓度、粉尘浓度、流量、O2含量等等，针对不同的项目需求可以配置不同的传感器。

传感器收集的数据通常需要传输到物联网平台以进行深度的大数据分析和可视化展示。在实际操作中，根据项目需求与用户网络环境，数据可以通过4G/5G、WIFI或局域网等多种方式上传至物联网平台。

然而，若每个传感器都配置4G/5G或WIFI功能，成本会相对较高。为了降低成本，在特定项目中，可能会选择有线连接或采用LORA、Zigbee等无线技术来满足区域内传感器的部署需求，并最终将数据传输至平台。

在这一背景下，物联网网关设备发挥着关键作用。以智能家居为例，我们可能会部署烟感、温湿度传感器、人体雷达和门禁报警等多种设备。这些设备可以利用Zigbee等无线传输技术在房屋内部进行数据传输，通过一个Zigbee网关进行集中管理和汇聚。随后，网关再通过WIFI或有线网口与外部网络连接，将收集到的数据传输至物联网平台，以便进行进一步的分析和应用。这种方式不仅降低了成本，还提高了数据传输的效率和可靠性。

二、物联网网关的作用

2）数据聚合和处理

物联网网关可以收集来自多个设备和传感器的数据，进行聚合和处理。这有助于减少数据传输量，优化网络使用，并在本地对数据进行初步的处理和分析，降低云端处理的负担。

3）本地决策和响应

物联网网关不仅扮演着数据转换与统一处理的关键角色，更具备在本地执行决策的能力。这意味着，物联网网关可以根据实时设备状态和传感器数据，迅速作出相应的措施，而无需等待云端的指令。这种本地决策执行的特性不仅大幅提升了响应速度，还显著降低了对云服务的依赖，增强了系统的可靠性和自主性。在智能家居、工业自动化等场景中，物联网网关的这一功能尤为关键，它确保了系统在各种情况下的快速响应和稳定运行。

4）存储能力

网关中需要存储的信息分为两部分。

既然涉及到数据的存储与传输，那么不得不提的就是数据安全的问题。物联网网关需要做好以下的数据安全方面的事情：

其他基础能力：网关还需要提供其他的配置管理的基础能力，包括但不限于设备管理、配置管理、在线升级等功能。

以上的这些是网关的传统功能。但是在现在这个”智能“时代，我们越来越看重设备的智能性，因此一个趋势就是越来越强调物联网网关的数据分析处理的能力。这个也就是我们经常听到的”边缘计算“。

我们知道，物联网的一大特性就是海量的接入设备。这就导致海量的数据涌入云平台。一方面这些数据会占用大量的网络带宽，另一方面对云平台的计算能力提出了很大的挑战。

另外，有一些原始数据是比较私密或敏感的，比如家庭摄像头拍摄的影像数据、工业场景中的一些数据。我们不希望这些原始数据被上传到云平台。

因此，目前的物联网中，在逐步尝试将原本在云平台上的计算任务，放到靠近数据原产地的设备上完成。这个过程称为将计算能力下沉到边缘设备，也称为边缘计算。

但是，很大物联网设备由于计算能力、能耗等的限制，是无法承担这些任务的，因此一个最轻量的解决方案就是在物联网网关中完成这些计算任务。

整个边缘计算的实现，还是基于分层的思路。在物联网网关中，完成初步的数据处理，或者需要快速响应的计算任务。云平台则负责大规模数据和复杂计算的任务，以及整体的协调控制。

三、网关的种类及选择

第1种，数据透传网关，简称DTU，仅支持数据透传功能，有一路或两路串口，可以直接应用于大部分的物联网场景，不过数据采集和自动控制都在服务器上实现，对服务器压力较大，适合单一或小型项目，并发量上不去。

第2种，数据采集网关，自带协议库，支持常见工业设备主要应用在工业互联网场景，可以采集PLC，DCS等设备

第3种，边缘计算网关，CPU和内存比较大，使用Linux操作系统，支持二次开发，要求使用者有一定的软件开发能力。

那么我们该如何选择物联网网关呢？

个人的经验：

1）先看功能，看功能是否满足你现有业务应用场景。

目前现在大部分的物联网项目还是数据透传模式，只需要透传功能，那么我们使用普通的DTU就行。如果设备比较多，并发量大，那么我们就需要有数据解析功能的网关，这样服务器只需要存储数据，压力会小很多。如果需要在现场做实时的自动控制，或者实现更高级的功能，那么我们就只能使用边缘计算网关了

2）看价格，现在的网关价格大多在800-2000不等，DTU则更加的便宜。具体对比可以通过某宝或者百度进行筛选对比一下

小结

物联网网关的作用就是设备和云平台之间的桥梁。我们可以把互联网网关放在网络环境（例如WiFi，4G）比较好的环境中。其他的物联网设备则采用LoRa等通信计算连接到物联网网关上，从而间接地实现设备的联网。

物联网网关主要具备四种能力：

协议转换和标准化、数据聚合和处理、本地决策和响应、存储能力。

选取物联网网关主要是先看功能再看价格。

目前的物联网中，在逐步尝试将原本在云平台上的计算任务，放到靠近数据原产地的设备上完成。这个过程称为将计算能力下沉到边缘设备，也称为边缘计算。

边缘计算的能力，对网关提出了新的要求…

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题图来自Unsplash，基于CC0协议。

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新职业 物联网安装调试员是啥？了解一下

物联网安装调试员

职业定义：

利用检测仪器和专用工具，安装、配置、调试物联网产品与设备的人员。其工作任务就是要搭建数据互联的信息网络，并通过电子标签将真实的物体上网连接，并通过对各类设备的调试，实现中心计算机对机器、设备、人员进行集中管理、控制，构成自动化操控系统，完成物联网体系建设，实现物与物的相联。

主要工作任务：

（一）产品和设备检查，检测物联网设备、感知模块、控制模块的质量；

（二）组装物联网设备及相关附件，选择位置进行安装与固定；

（三）连接物联网设备电路，实现设备供电；

（四）建立物联网设备与设备、设备与网络的连接，检测连接状态；

（五）调整设备安装距离，优化物联网网络布局；

（六）配置物联网网关和短距传输模块参数；

（七）预防和解决物联网产品和网络系统中的网络瘫痪、中断等事件，确保物联网产品及网络的正常运行。

当前就业人群

分析

调查显示，2018年我国物联网业务收入比上年增长72.9%，从事物联网及相关行业的从业人员超过200万，预测未来五年物联网安装调试员人才需求量近500万人。物联网安装调试员是熟练操作物联网产品、构建物联网网络、并运用物联网技术实现生产生活的信息化、智能化、实现“物物相联”的一线操作人员。

行业分析

智能制造业、智慧农业、智能家居、智能交通与车联网、智能物流以及消费者物联网产业等成为物联网人才需求的重点领域，其涉及到的物联网产品设备数量众多且类型广泛，因此也是物联网安装调试员主要的就业领域。

年龄层分析

85%以上的从业人员在40岁以下，总体结构呈现年轻化，是物联网、信息技术、电子信息工程等专业毕业生就业的新选择。

企业性质分析

从物联网人才所在的用人单位的性质来看，民营企业最多，占比39.8%，其次是国有企业，占比23.5%,事业单位仅占3.6%，政府机关/非盈利机构占1.2%。

就业地域分析

在物联网相关职业设置、相关岗位就业的问题上，还是主要以一、二线大城市、经济发达地区、以及例如无锡、杭州等物联网产业试点地区为主。

薪资水平分析

从整体上看，北京、深圳、杭州以及华东、华南地区由于物联网产业发展较为成熟，负责物联网安装调试的相关人员平均薪资与传统电子产品、网际网络运维人员相比较高，其他地区则成持平状态。

职业发展

通道

物联网将现实世界数字化，通过数字信息的建设和使用拉近物与物之间的关系，其涵盖范围十分广泛，工业、农业、能源、建设、服务业等各个领域都为物联网安装调试员提供了就业岗位和方向。其主要工作包括对物联网产品的安装及网络的调试管理等：

01

物联网产品设备的安装与运维

智慧农业、智能家居、智慧交通、智慧医疗等智慧产业都涉及到运用大量的物联网传感器、射频设备、电子标签等产品设备，完成对环境信息的采集，数据的识别与处理等工作，因此对掌握物联网技术、熟悉物联网产品安装和运维的调试人员有大量的需求。

02

物联网网络的调试与管理

物联网技术同样为物流、建筑、工业生产和能源行业提供了新的发展方向，通过智能设备的运用提升了生产效率、带动了传统产业的升级。物联网网络的建设为物流链条、工业生产线、能源输送等提供了生产监测、信息收集、流程管控等工作方式和手段，因此在私有物联网、共有物联网、社区物联网、混合物联网的网络部署、调试和管理工作上也对技术人员的知识和能力提出了新的要求。

未来市场

需求

物联网被十三五规划列为七大战略新兴产业之一，是引领中国经济华丽转身的主要力量，据中商产业研究院发布的《2016-2021年中国物联网产业市场研究报告》显示，2015年产业规模达到7500亿元人民币，预计到2020年，中国物联网的整体规模将达2.2万亿元。产业规模比互联网大30倍。

物联网产业在我国长期处于快速发展的阶段，这一方面得益于我国政策支持下物联网产业的蓬勃发展。我国《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》中明确指出，实施网络强国战略，加快建设“数字中国”，推动物联网、云计算和人工智能等技术向各行业全面融合渗透，构建万物互联、融合创新、智能协同、安全可控的新一代信息技术产业体系；推动基于现有各类通信网络实现物联网集约部署。

另一方面，则是由于越来越多的企业开始在物联网领域频频布局。阿里巴巴在2018年宣布将全面进军物联网领域,物联网被确立为阿里集团继电商、金融、物流、云计算后新的主赛道。随后，百度也宣布百度云ABC+IoT赋能物联网行业落地。美的、格力、海尔作为中国家电厂商三巨头也早已紧跟时代步伐，全面布局物联网，在智能家居、智慧物流和工业互联网入手。与此同时，华为发布了全球首款3GPP标准商用5G终端和首款3GPP标准商用芯片“Balong 5G01”，全面展现了华为在5G领域的全球领导地位，计划通过5G产品及标准的简历，促进我国物联网产业发展。物联网安装调试员顺应技术发展潮流而生，必将成为最具吸引力的新兴职业。

王金全：在雄安新区实践智慧城市研发的探索者

王金全从开始学习物联网知识到现在，他一直坚持走技术钻研和知识探索之路，从夯实计算机、通信基础课程再到动手实践、搭建物联网应用，对于物联网产品的编程实现、设备调试与系统部署有着越来越丰富的经验。

毕业之后，他先是在互联网公司从事一线工作，提升了自己的软件架构设计和编程实战能力，之后回到故乡雄安，参与智慧城市的研发。依托通信领域的优质平台，充分发挥自己的经验，参与了中移超脑、边缘计算、雄安大数据等多个智慧城市项目。王金全表示，物联网技术是新兴技术的代表，也是雄安新区的代表性产业之一，此时此刻能凭借自己的知识和经验参与新区的建设，这是物联网人最大的价值。

潘秋实：在学习物联网知识的过程中就受到了企业的青睐

在最初接触物联网的时候，和大多数人一样，潘秋实对待这一新兴技术的态度也是复杂的。他一方面对飞速发展的物联网产业充满希望，另一方面也对包罗万象的物联网知识充满疑问。在经过对物联网操作技术、单片机安装、安卓编程以及云平台搭建等知识的学习之后，之前所有的疑虑纷纷化解，并在学习期间通过自己的知识和技术，制作或改进了众多产品，其个人的技术和产品成果获得了多家企业的青睐。

2017年，潘秋实和他的团队结合NB-IoT、Lora和传感器技术设计并制作了一步物联网综合实验箱，进而又运用Java编写安卓App和使用ThinkPHP框架搭建云平台，构建了一个无人超市的客户端，作为模型提供给相关物联网企业，并顺利推向了市场，使企业获得了良好的经济效益。

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