Internet 协议 (IP) 网关,用于将非 IP 无线设备连接到 Internet,已经成为正在增长的机器到机器 (M2M) 和物联网 (IoT) 空间中的一个重要组件。随着越来越多的远程设备需要连接到 Internet,在是否设计一个蜂窝式网络/RF 网关还是寻求现成解决方案上面,众多公司都面临决着策困难。本文旨在探讨很多公司在现今的动态 M2M 环境中所面临的“自行设计或购买”决策过程。
为什么网关是必需的?
随着分布式感应网络和远程资产的不断部署,需要访问远程设备和数据对每一个行业而言都变得极其重要。越来越多的业务依赖从“边缘”收集的信息以改进业务流程,提高运营效率。网关,经常也被称为“数据聚合器”,是将边缘设备桥接到 IP 网络的关键元件。网关是在没有 IP 连接可用时或在对本地 IP 网络的访问被拒时将数据回程到 IP 网络的一种方式。
当开始评估网关选择时,必须考虑对客户 IP 网络的访问是否会由于安全原因而被拒绝。现成网关提供一种基于安全 IP 的连接,可靠且无缝地将边缘数据传输到云平台以及没有网络存在的企业应用中。集成有安全和云服务的现成网关向众多公司提供一种手段,以简单的可扩展方式来管理由数以千计的远程设备组成的网络。
迅速变化的市场
网关市场正在经历着它自己的复兴时期。某些最早的网关设计和架构着重于高度模块化、防“炸弹”和昂贵。这些早期的网关以及它们的部署达到了目的,证明 IT 技术能够在一个高度强化的环境中可靠的运行。今天,对高度强化的网关解决方案的需求仍然存在,但是对更多应用特定网关的需求正在以新的方式推动市场。用于车库门应用的 Liftmaster MyQ Internet 网关就是这样一个例子。该网关真的是一个精减功能设备,让用户能够通过 ISM 和 802.11 技术与他们的车库门进行互动。除了与车库门进行互动以外,网关没有其他用途。此外,与 Digi 的 ConnnectPort X2e® 一样,通过适用于具有特定应用要求的项目的自定义附加功能,网关向客户提供选择现成解决方案的能力。
“自行设计或购买”决策考虑因素
是自行设计还是购买是在寻求开发和部署智能系统解决方案时要做出的最重要的决策之一,因为它推动并影响以后的每一项决策。
除了网关设计的技术因素以外,在做出最终的自行设计与购买决定之前,连接选项、是否提供或销售其他自定义应用、成本包含哪些项目等其他考虑因素都是客户必须要了解的条件。
很多公司在开发他们自己的网关时都失败了,因为他们试图采用并非他们的核心专业的开发技术。设计一个网关是做得到的,但是没有正确的
专业技术,就可能破坏项目,向时间表添加数以月计的时间。购买完全通过 PTCRB 和运营商认证的网关是按时将解决方案投放市场的一种行之有效的方法,可提供必要的网络连接,减小设计风险并降低整体认证成本。对众多公司而言,知道自己擅长什么很重要,但是知道自己不擅长什么更加重要。
自行设计或购买决策的其他考虑因素
投放市场的时间
o 网关设计可显著增加设计项目的时间和成本
硬件和连接选项与折衷
o Sub-GHz、2.4GHz、以太网、802.11、蜂窝式网络和卫星
软件开发
o 必须在网关中使用什么固件和本地智能? o 安全性
o 云服务
认证
o 管制规定和运营商
维护与支持成本
o 技术、管制规定和运营商
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OTA 固件升级
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安全升级和修补程序
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复杂无线系统中的资源和专业技术
通过利用来自 Freescale、STMicro 或 Texas Instruments 等公司的参考设计来设计和开发网关是构建自定义网关的一种方式。使用参考设计是设计网关的一种听起来不错的方法,但是还有更多的方法来建立随着业务增长而扩大的可靠解决方案。选择使用开源 API 客户端的网关可使软件开发的要求变得简单。使用 Python 的网关,例如 Digi 的 ConnectPort X2e,该网关建立在 Freescale® Semiconductor 的 i.MX28 技术之上,向客户提供灵活性和易用性。
案例研究:如何使太阳能安装简单、易用且符合成本效益
以太阳能为基础的技术已经走过了很长的一段路程,正如 IP 网关技术在最近几年里所取得的长足进步。在不太远的过去,对客户而言,太阳能面板安装非常昂贵。市场着重于住宅,并且很多公司发现实施安装的成本高企。监视系统也是一个问题,尤其是在现有建筑自动化系统位于大型办公复合体内时。
随着太阳能面板成本的下降以及“智慧能源”运动获得推动,太阳能面板制造商开始扩展到商业领域。要成功实施,必须满足几个关键要求:
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能够长距离远程监视系统的健康
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可扩展
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安全
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能够在现有网络基础设施以外工作
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作为整体解决方案的一部分符合成本效益
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可靠
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包括所有必要的无线认证
期望在行业内激励创新,很多太阳能公司发现 IP 网关设备,作为太阳能系统的一部分,会满足这些要求并且很快投入市场。
在一个此类应用中,Digi 的 ConnectPort X2e 提供了一个有价值的解决方案:
ConnectPort X2e 网关包括:
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ZigBee (2.4GHz)
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以太网
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带蜂窝网络的网关模型选项
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满足应用需要的特定固件
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远程连接:
o 针对系统健康监视远程安装 o 远程更新远程节点上的固件
通过向整体解决方案添加 Device Cloud by EtheriosTM 设备云来启用远程连接。此设备云加上远程安装上的蜂窝选项,提供了在没有网络的地方接入网络的能力,或避开复杂并使用现有网络工作的能力。