09 | 边缘中心：物联网网关有多重要？

郭朝斌

你好，我是郭朝斌。
在进阶篇的前几讲，我剖析了物联网中跟设备有关的几个技术点，包括物模型、设备的零配置组网、设备进行网络通信要用到的 MQTT 协议等。
但是，并不是所有的设备都能直接接入互联网，直接跟云平台通信。比如智能家居中的一些传感器，它们使用的通信技术是 BLE 或者 ZigBee，本身连 IP 地址都没有。那么，这样的设备要怎么联网呢？
物联网网关：设备和云平台之间的桥梁这个时候，我们就需要借助物联网网关的能力了。举个例子，我主持设计过一个冷库温湿度监测系统，它是基于 LoRa 通信技术的。
我们知道，冷库的环境是非常复杂的。首先，库房内部的蜂窝网络信号一般都很差，一方面是因为要增强保温性能，所以墙壁做得比普通的墙体要厚；另一方面是因为库房位置通常位于城市的郊区，比较偏远，所以经常是完全没有网络信号。其次，库房的信号环境是千变万化的，因为会出现满仓、空仓等多种情况。
所以，在冷库内部部署的监测设备，如果直接连接蜂窝网络的话，完全不能实现可靠和稳定的通信。
这种情况下，我选择的解决方案就是，在有稳定网络信号的地方部署物联网网关，让冷库里面的监测设备，通过 LoRa 这种穿透能力强、空旷环境通信范围可以达到几公里的技术跟网关通信，从而间接地实现设备的联网。

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总结

物联网网关在物联网体系中扮演着至关重要的角色，作为设备与云平台之间的桥梁，其功能日益凸显。文章首先介绍了物联网网关的重要性，并以冷库温湿度监测系统为例，说明了物联网网关在解决设备无法直接接入互联网的情况下的作用。其次，文章详细阐述了物联网网关的协议转换功能、网关通信接口的结构示意图以及网关的存储功能和数据安全性。文章还提及了现代物联网网关趋向于强调数据分析处理能力，将部分计算服务下沉到边缘设备上进行，以应对云平台面临的挑战和安全风险。边缘计算的设计与人体神经系统的信号传递和处理类似，通过将部分计算任务下沉到边缘设备，降低了云计算中心的计算负载，减轻了物联网对网络带宽的压力，提高了数据处理的效率，并增强了用户隐私保护。边缘计算对物联网网关的影响主要体现在支持虚拟化技术、具备自治能力和实现数据分析处理任务等方面。开源软件如Kubernetes和EdgeX Foundry等项目为网关实现边缘计算提供了技术支持。总的来说，物联网网关不仅具备传统的功能，还在不断演进，成为边缘计算中最轻量级的解决方案的关键。

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紫薇天亮了吗
除了边缘计算，雾计算也是iot中常听到的名词，老师有机会展开讲讲吗。看得意犹未尽，是今年买的最值得的一门课了:）
作者回复: 基本上你可以将边缘计算与雾计算等同起来。他们只是表述的侧重点不同。雾计算强调的是云计算向边缘端的扩散；边缘计算强调边缘设备的计算、存储和应用平台等。
2020-11-27

28
小可
现在做也是网关，除了存储功能其余都有，感觉更多的作用是数据中转。但是目前网关是部署在专网内网，如果向物联网网关发展的话，最多部署到社区或者工业园区，感觉下沉到家庭私密场所难度较大。家庭网关需要家庭智能场景应用及生态支持，不然用户不会买单。
作者回复: 是的，所以小米的生态中除了专门的网关设备外，还有把网关的功能集成到其他设备中，比如音箱，电视，床头灯等
2021-02-02
2
3
日照时间长
如果在mcu上进行数据计算算是边缘计算吗？
作者回复: 端侧当然也可以做计算了。但是一个概念要抓本质，边缘计算是在讲云计算向边缘端的扩展。类似于雾计算，“云”在天上，“雾”是贴近地面的。
2020-11-29

3
JY
催更，老师讲的太好了
作者回复: 我抓紧写稿哈
2020-11-29

3
奕
边缘计算设备的好处之一是：延迟低，但是如果不上传云平台，边缘设备计算出来的数据怎么给网络上用户使用呢？如果给本地的用户使用，直接可以通过通讯技术发送出去？
作者回复: 边缘计算并不是完全不用云计算。边缘只是组成部分之一，经过边缘设备计算后，一些数据还是要上传云平台的。
2020-11-28
2
3
阿冲
老师请教个问题，关于ifttt的。 1. 我目前的思路是规则统一云端处理，如果要脱网运行，规则可以下沉到边缘网关（如果设备很多，一个网关带不动，需要多个网关，对于跨网关的规则，边缘端有什么好的解决方案）。 2. 如果规则下沉到设备，是不是给系统带来很大的复杂度（规则同步问题是个麻烦事）。不知道业界主流的做法是什么？烦请老师指点。
作者回复: 尽量不要有跨网关的规则，如果避免不了只能针对情况来处理了。到设备端要看设备本身的能力和更新的便利性。复杂度肯定是增加了
2020-12-03

2
大王叫我来巡山
老师,我看tb上面卖的物联网网关价格大多在1000+,他内部跑的是linux系统么? 这个网关的性能经得起大量的计算么,还是在网关旁边配置一台高性能主机负责计算
作者回复: 你看到的一般底层os就是Linux。根据业务的需求来确定具体的配置。
2021-02-22

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9ambition
边缘计算，真的最核心还是这个硬件板子的制作，之前不懂非要diy一个atmega328p+蓝牙直接做蓝牙网关，事实证明根本做不出来因为我都没有加北向接口就试图直接将蓝牙与单片机之间的串口通信的数据直接传到手机，就算蓝牙设置在透传模式也不能让手机收到蓝牙发的透传包。我觉得要是自己单干去做边缘计算的网关简直太困难，能用软件开源+硬件配置好的商用网关是最好的。就像老师课程里推荐的树莓派，乐鑫等把硬件平台搭好且成本可以负担的硬件平台。又或者是自己要真的会用iot应用的芯片也是可以的。
作者回复: 对，简单的还可以自己做，更复杂的场景最好找成熟的厂商
2021-02-17

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莹
现在感觉自己没有使用边缘计算产品，不过觉得在未来会越来越多，也越来越平常：特斯拉电动车，可以飞到荒无人烟的风电场检查器械的无人机……
作者回复: 👌
2020-12-20

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蒋良权
老师你好，阿里小米等物联网平台中是否也有设备网关，它们似乎都是设备统一数据协议跟网关平台通讯。
作者回复: 嗯，这是为了简单化，比如zigbee网关只连接zigbee设备，蓝牙网关只连接蓝牙设备。
2020-12-04
2
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