隨著 IoT（物聯網）和 IIoT（工業物聯網）設備的數量不斷增長，正在生成的數據量和速度也在不斷增長，因此需要物聯網網關來減輕一些壓力云和數據中心來存儲、處理和分析數據。這篇文章將為您提供您需要了解的有關工業物聯網網關的所有信息以及購買它們的最佳來源。
什么是工業物聯網網關？
工業物聯網網關是一種工業計算機，部署在本地，用于收集、存儲、處理和分析網絡邊緣的數據，減輕云和數據中心的壓力。物聯網網關通常從傳感器、設備和機器收集數據。收集數據后，物聯網網關對數據進行處理和分析，將處理后的數據發送到云端進行遠程監控、遠程控制和后期分析。
從本質上講，工業物聯網網關充當計算機，允許設備和傳感器相互通信，以及將信息傳遞到云端。它們類似于大多數家庭中的路由器，促進設備之間以及設備與互聯網之間的通信。然而，物聯網網關在處理、內存和存儲容量方面的能力要遠超感知數據。
部署工業物聯網網關的主要優勢在于，它們減輕了云和數據中心處理傳感器和工業物聯網設備產生的大量數據的負擔。他們能夠在本地收集、過濾、處理和分析數據，無需將收集到的所有原始數據發送到云端進行處理和分析。
通過在本地收集和處理數據，部署物聯網網關的組織將看到互聯網帶寬的顯著節省，因為必須將更少的原始數據發送到云端。這對于計量互聯網的組織非常有利，需要為他們使用的帶寬付費。
1. 靈活的 I/O 促進通信和控制
工業物聯網網關的主要功能是支持新舊設備之間的通信。Premio 提供的物聯網網關配備 USB 3.1 Gen 2 端口，使工業網關能夠以極快的速度與新設備和傳感器通信，以及用于與傳統技術通信的 COM 端口，無需用新機器替換舊機器智能連接設備。物聯網網關還支持機器對機器 (M2M) 通信，其中機器與其他機器、設備和環境進行交互。
此外，物聯網網關可以支持各種不同的工業協議，允許物聯網網關與使用不同協議的設備進行通信。物聯網網關支持的主要協議包括現場總線、PROFIBUS、EtherCAT、EtherNET/IP和PROFINET協議。因此，如果組織擁有無法連接到云的舊硬件，則可以使用工業物聯網網關將此類設備與云連接，并允許組織安全地遠程控制機械和可編程邏輯控制器。
2. 提高生產
工業物聯網網關能夠改善工廠的生產。這是通過從工廠部署的各種傳感器和設備收集信息并使用該數據調整生產以獲得更高的產量來完成的。此外，工業物聯網網關可用于減少人為錯誤并獲得與制造過程相關的各種信息，從而允許運營商和組織使用這些信息來優化生產過程。
3. 預測性維護
工業物聯網網關能夠協助進行預測性維護。也就是說，設備和傳感器收集的數據可用于預測某些組件或設備通常何時發生故障，方法是使用預測模型在故障或故障發生之前執行維護。生產線通常每周 7 天、每天 24 小時運行，因此機器出現故障或故障會導致生產停止，從而造成利潤損失。
通過采用數據模型的預測性維護，工廠可以在機器發生故障或故障之前修復機器，從而消除任何停機時間，如果沒有物聯網網關提供的洞察力，他們通常會經歷。這顯著降低或消除了與有害和意外停機相關的成本。
4. 實時數據處理和決策
工業物聯網網關可以在數據生成源本地實時處理和分析數據，無需數據傳輸數千英里到數據中心進行處理和分析。這支持實時數據分析和決策制定，這對于處理關鍵本地工作負載的應用程序來說是必要的。
目前，由于與發送、處理和將數據發送回工業環境相關的延遲，此類應用程序無法在云上運行。由于物聯網網關和工業計算機位于本地，因此這種部署幾乎沒有延遲，因此可以在短短一毫秒內進行實時數據分析和決策。
工業物聯網網關有什么好處？
在為企業基礎設施部署時，工業物聯網網關有兩種不同的風格：無風扇物聯網網關和堅固耐用的物聯網網關。無風扇物聯網網關是緊湊型工業計算機，可以部署在易變環境中，這些環境會暴露在極端溫度下、頻繁暴露于沖擊和振動以及暴露于灰塵和碎屑中。也就是說，堅固耐用的物聯網網關系列更進一步，增加了更堅固的外殼以增加耐用性和可靠性。
以下是部署工業物聯網網關的一些優勢：
1. 緊湊的設計
無風扇物聯網網關和堅固耐用的物聯網網關具有緊湊的設計，使它們能夠部署在空間有限的環境中，這些環境不足以容納全尺寸臺式計算機。通過被動冷卻物聯網網關計算機，使緊湊型設計成為可能。被動冷卻使緊湊的無風扇設計成為可能，因為它允許物聯網網關制造商將組件彼此靠近放置，并通過使用散熱器對其進行冷卻。散熱器用于將熱量從內部發熱組件轉移到工業網關的外殼，然后將熱量散發到周圍的空氣中。
2.寬溫設計
無風扇和堅固型物聯網網關的溫度范圍很廣，從 -40?C 到 85?C，允許它們部署在極冷和極熱的環境中。因此，無論您是在夏季在拉斯維加斯沙漠中部部署物聯網網關，還是在冬季在俄羅斯中部部署物聯網網關，堅固耐用的物聯網網關都將可靠且最佳地運行，無需任何修改或額外冷卻。
3. 寬功率設計
無風扇和堅固的物聯網網關配備了從 9 到 50 VDC 的寬輸入電壓，以兼容不同變化的電源輸入場景。此外，物聯網網關配備了許多電源保護功能，包括過壓保護、電源浪涌保護和反極性保護。
當設備檢測到電壓升高超過系統的安全水平時，過壓保護會關閉系統電源。當設備檢測到電壓升高超過安全水平時，電源浪涌保護會將電流轉移到地面。電源極性保護通過切斷系統電源來保護系統免受電源極性反接，以避免損壞敏感的內部組件。
4. 抗沖擊和抗振動
無風扇和堅固的物聯網網關具有抗沖擊和抗振動能力，使它們能夠部署在經常受到沖擊和振動的環境中。堅固耐用的物聯網網關設備能夠應對沖擊和振動，這要歸功于其單件式設計，這消除了系統中使用的接頭、螺釘和電纜的數量，使其更可靠并且能夠更好地應對暴露于沖擊和振動，因為可能發生故障的運動部件較少。
5.工業級組件
無風扇和堅固型物聯網網關非常堅固，能夠處理惡劣環境中的部署，因為它們是使用經過測試和驗證的工業級組件制造的，可以在最惡劣的條件下可靠運行。此外，堅固的物聯網網關的外殼由鋼和鋁制成，形成堅固的外殼，保護敏感的內部組件。
6. 能源效率
堅固耐用且無風扇的物聯網網關具有高能效，使其可以部署在并非始終存在穩定電源的環境中。物聯網網關的功耗比普通臺式電腦低得多，因為它們使用低功耗但高效的英特爾處理器進行配置，例如英特爾?賽揚? J1900，其 TDP 為 10 瓦，功耗低且產生的熱量少。盡管部署單個低功耗物聯網網關所節省的成本可以忽略不計，但如果您要部署數十、數百甚至數千個此類設備，您會發現能源成本顯著節省。SoC（片上系統）比插座 PC 使用更少的功率，但可以理解的是，它們具有更少的計算能力。
7. 豐富的連接選項
無風扇和堅固的物聯網網關非常適合部署在穩定連接并不總是可用的遠程環境中。之所以如此，是因為物聯網網關配備了有線連接選項以及無線和蜂窩連接，允許網關在所有類型的不穩定環境中連接到互聯網。
無風扇和堅固型物聯網網關可以使用有線連接通過至少 2 個 GbE RJ45 端口連接到互聯網，這些端口支持 LAN 喚醒和 PXE。此外，Premio 提供的一些物聯網網關可以擴展為額外的 RJ45 和 M12 LAN 以太網端口，包括 PoE+ (IEEE 802.3at)，通過單根電纜提供電源和以太網。
此外，工業級物聯網網關能夠通過使用 Wi-Fi 6 連接到互聯網，提供可靠、低延遲的通信。Wi-Fi 提供了極大的靈活性，允許組織根據其特定要求配置 Wi-Fi 的范圍和功耗。
此外，物聯網網關配備蜂窩連接，如果 Wi-Fi 和有線連接不可用，則允許物聯網網關連接到互聯網。蜂窩連接選項 4G、LTE 和最終的 5G 提供超快的蜂窩連接。4G 的理論速度為 100Mbps，而 5G 的理論速度為 10Gbps。
我們了解，對于希望在不總是存在穩定互聯網連接的遠程環境中部署物聯網網關的組織而言，蜂窩連接極為重要。此外，物聯網網關配備雙 SIM 卡插槽，允許網關在需要時連接到兩個不同的互聯網服務提供商以實現冗余。
此外，物聯網網關配備了藍牙連接，可以快速、簡單地與低功耗藍牙設備連接。盡管藍牙不提供 Wi-Fi 和蜂窩連接的速度和范圍，但它確實為一對一或多對多設備提供了可靠和簡單的連接。
8. 安全
物聯網網關的主要目的是從傳感器來回移動數據；因為此類工業物聯網網關配備了增強的安全性，采用 TPM 2.0。TPM 2.0 是一種安全加密處理器，可提供基于硬件的安全性，使物聯網網關具有防篡改功能。
了解有關 TPM 2.0 硬件安全性優勢的更多信息
以下是實際工業物聯網網關部署的一些示例：
1. 智慧農業
工業物聯網網關用于智能農業中收集信息并管理物聯網傳感器的部署，這些傳感器用于收集信息，例如作物環境中的天氣狀況、土壤質量和作物生長進度. 所有這些信息都由物聯網網關收集、處理和分析，為農民提供有價值的見解，以便他們做出明智的決定，例如他們需要使用多少肥料才能讓作物以最佳效率生長，以及改善其他方面他們的運作，以確保作物的最佳生長。
此外，物聯網網關可用于預測和預測生產的產出，使種植者能夠更好地規劃產品分配，因為他們將對能夠收獲的作物數量有相當不錯的估計。此外，物聯網網關處理和分析各種物聯網傳感器收集的大量數據，使農民能夠生產出更高質量的農作物。
智能農業中最流行的物聯網設備包括氣象站，這些設備利用遍布整個農田的農業傳感器，收集有關天氣的各種信息并對其進行分析，以獲得有關如何改善農作物的寶貴見解。
此外，物聯網設備和物聯網網關通常用于溫室中收集有關生長條件的實時信息，例如光照、溫度、土壤條件和濕度，從而使農民能夠調整條件以實現最佳作物生長。
2. 智慧交通
物聯網網關通常用于啟用智能交通系統。物聯網網關將計算機、電子設備和其他傳感器以及云相互連接起來。物聯網網關收集的信息包括車輛信息、車輛位置、道路信息和許多其他類型的信息，創建實時交通系統，為如何提高交通系統性能提供有價值的見解。
例如，如果工業計算機預測在一天中的某個時間道路經常關閉或充滿交通，系統可以調整車輛的路線以避開交通，從而提高系統的效率，節省寶貴的時間和資源比如燃料。此外，物聯網網關收集的數據可用于預測性維護。
也就是說，物聯網網關可以預測運輸系統的某個部件或組件何時會出現故障，并在發生故障或故障之前提醒操作員執行維護和/或更換部件，從而消除與執行意外維修相關的任何停機時間。
3. 工廠自動化
工業物聯網網關在工廠自動化方面發揮著重要作用，因為它們可以促進數十、數百或數千個物聯網設備、工廠機械和工廠設備之間的通信，以及這些設備與云之間的通信。物聯網網關支持遠程監控工廠資產以及控制此類資產。
工業物聯網網關能夠連接使用現代協議的新機器，以及使用舊協議的舊機器。物聯網網關支持的協議包括現場總線協議、PROFINET 協議、EtherNET/IP 和 EtherCAT 協議。物聯網網關還能夠從這些設備收集信息，對其進行處理、分析，提供有價值的見解，使工廠運營商能夠最大限度地提高運營效率，并通過工廠設備的預測性維護最大限度地減少停機時間。
4. 露天和地下采礦
工業物聯網網關也很重要，為采礦業提供了巨大的好處，使礦山運營商能夠優化采礦過程并產生更好的結果。物聯網網關非常適合收集、處理和分析通過傳感器收集的信息，并對其進行實時分析，以允許運營商采取最佳行動。
此外，物聯網網關使采礦運營商能夠使用數據戰略性地部署工人和設備以提高效率。此外，物聯網網關通過預測組件和車輛何時發生故障來實現預測性維護，以便礦山運營商可以執行預防性維護，減少因意外車輛故障導致的停機時間。
此外，物聯網網關有能力提高采礦員工的安全性。之所以如此，是因為物聯網傳感器可以連接到物聯網網關，該網關可以監控礦井中的不穩定區域，在豎井坍塌或變得極其不穩定的情況下向礦工發出警報。