隨著 IoT（物聯(lián)網(wǎng)）和 IIoT（工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)）設(shè)備的數(shù)量不斷增長，正在生成的數(shù)據(jù)量和速度也在不斷增長，因此需要物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)來減輕一些壓力云和數(shù)據(jù)中心來存儲、處理和分析數(shù)據(jù)。這篇文章將為您提供您需要了解的有關(guān)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的所有信息以及購買它們的最佳來源。

什么是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)？

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是一種工業(yè)計算機(jī)，部署在本地，用于收集、存儲、處理和分析網(wǎng)絡(luò)邊緣的數(shù)據(jù)，減輕云和數(shù)據(jù)中心的壓力。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通常從傳感器、設(shè)備和機(jī)器收集數(shù)據(jù)。收集數(shù)據(jù)后，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制和后期分析。

從本質(zhì)上講，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)充當(dāng)計算機(jī)，允許設(shè)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(shù)家庭中的路由器，促進(jìn)設(shè)備之間以及設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)之間的通信。然而，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在處理、內(nèi)存和存儲容量方面的能力要遠(yuǎn)超感知數(shù)據(jù)。

部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的主要優(yōu)勢在于，它們減輕了云和數(shù)據(jù)中心處理傳感器和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)。他們能夠在本地收集、過濾、處理和分析數(shù)據(jù)，無需將收集到的所有原始數(shù)據(jù)發(fā)送到云端進(jìn)行處理和分析。

通過在本地收集和處理數(shù)據(jù)，部署物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的組織將看到互聯(lián)網(wǎng)帶寬的顯著節(jié)省，因為必須將更少的原始數(shù)據(jù)發(fā)送到云端。這對于計量互聯(lián)網(wǎng)的組織非常有利，需要為他們使用的帶寬付費。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)有哪些功能？物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以執(zhí)行以下功能：

1. 靈活的 I/O 促進(jìn)通信和控制

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的主要功能是支持新舊設(shè)備之間的通信。Premio 提供的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)配備 USB 3.1 Gen 2 端口，使工業(yè)網(wǎng)關(guān)能夠以極快的速度與新設(shè)備和傳感器通信，以及用于與傳統(tǒng)技術(shù)通信的 COM 端口，無需用新機(jī)器替換舊機(jī)器智能連接設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還支持機(jī)器對機(jī)器 (M2M) 通信，其中機(jī)器與其他機(jī)器、設(shè)備和環(huán)境進(jìn)行交互。

此外，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以支持各種不同的工業(yè)協(xié)議，允許物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)與使用不同協(xié)議的設(shè)備進(jìn)行通信。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)支持的主要協(xié)議包括現(xiàn)場總線、PROFIBUS、EtherCAT、EtherNET/IP和PROFINET協(xié)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(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將此類設(shè)備與云連接，并允許組織安全地遠(yuǎn)程控制機(jī)械和可編程邏輯控制器。

2. 提高生產(chǎn)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)能夠改善工廠的生產(chǎn)。這是通過從工廠部署的各種傳感器和設(shè)備收集信息并使用該數(shù)據(jù)調(diào)整生產(chǎn)以獲得更高的產(chǎn)量來完成的。此外，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可用于減少人為錯誤并獲得與制造過程相關(guān)的各種信息，從而允許運營商和組織使用這些信息來優(yōu)化生產(chǎn)過程。

3. 預(yù)測性維護(hù)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)能夠協(xié)助進(jìn)行預(yù)測性維護(hù)。也就是說，設(shè)備和傳感器收集的數(shù)據(jù)可用于預(yù)測某些組件或設(shè)備通常何時發(fā)生故障，方法是使用預(yù)測模型在故障或故障發(fā)生之前執(zhí)行維護(hù)。生產(chǎn)線通常每周 7 天、每天 24 小時運行，因此機(jī)器出現(xiàn)故障或故障會導(dǎo)致生產(chǎn)停止，從而造成利潤損失。

通過采用數(shù)據(jù)模型的預(yù)測性維護(hù)，工廠可以在機(jī)器發(fā)生故障或故障之前修復(fù)機(jī)器，從而消除任何停機(jī)時間，如果沒有物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)提供的洞察力，他們通常會經(jīng)歷。這顯著降低或消除了與有害和意外停機(jī)相關(guān)的成本。

4. 實時數(shù)據(jù)處理和決策

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以在數(shù)據(jù)生成源本地實時處理和分析數(shù)據(jù)，無需數(shù)據(jù)傳輸數(shù)千英里到數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理和分析。這支持實時數(shù)據(jù)分析和決策制定，這對于處理關(guān)鍵本地工作負(fù)載的應(yīng)用程序來說是必要的。

目前，由于與發(fā)送、處理和將數(shù)據(jù)發(fā)送回工業(yè)環(huán)境相關(guān)的延遲，此類應(yīng)用程序無法在云上運行。由于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和工業(yè)計算機(jī)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(nèi)進(jìn)行實時數(shù)據(jù)分析和決策。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)有什么好處？

在為企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施部署時，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)有兩種不同的風(fēng)格：無風(fēng)扇物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和堅固耐用的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。無風(fēng)扇物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是緊湊型工業(yè)計算機(jī)，可以部署在易變環(huán)境中，這些環(huán)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(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)系列更進(jìn)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(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的一些優(yōu)勢：

1. 緊湊的設(shè)計

無風(fēng)扇物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)和堅固耐用的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具有緊湊的設(shè)計，使它們能夠部署在空間有限的環(huán)境中，這些環(huán)境不足以容納全尺寸臺式計算機(jī)。通過被動冷卻物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)計算機(jī)，使緊湊型設(shè)計成為可能。被動冷卻使緊湊的無風(fēng)扇設(shè)計成為可能，因為它允許物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)制造商將組件彼此靠近放置，并通過使用散熱器對其進(jìn)行冷卻。散熱器用于將熱量從內(nèi)部發(fā)熱組件轉(zhuǎn)移到工業(yè)網(wǎng)關(guān)的外殼，然后將熱量散發(fā)到周圍的空氣中。

2.寬溫設(shè)計

無風(fēng)扇和堅固型物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)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(huán)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(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，還是在冬季在俄羅斯中部部署物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，堅固耐用的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)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(shè)計

無風(fēng)扇和堅固的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)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(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)配備了許多電源保護(hù)功能，包括過壓保護(hù)、電源浪涌保護(hù)和反極性保護(hù)。

當(dāng)設(shè)備檢測到電壓升高超過系統(tǒng)的安全水平時，過壓保護(hù)會關(guān)閉系統(tǒng)電源。當(dāng)設(shè)備檢測到電壓升高超過安全水平時，電源浪涌保護(hù)會將電流轉(zhuǎn)移到地面。電源極性保護(hù)通過切斷系統(tǒng)電源來保護(hù)系統(tǒng)免受電源極性反接，以避免損壞敏感的內(nèi)部組件。

4. 抗沖擊和抗振動

無風(fēng)扇和堅固的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具有抗沖擊和抗振動能力，使它們能夠部署在經(jīng)常受到?jīng)_擊和振動的環(huán)境中。堅固耐用的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備能夠應(yīng)對沖擊和振動，這要歸功于其單件式設(shè)計，這消除了系統(tǒng)中使用的接頭、螺釘和電纜的數(shù)量，使其更可靠并且能夠更好地應(yīng)對暴露于沖擊和振動，因為可能發(fā)生故障的運動部件較少。

5.工業(yè)級組件

無風(fēng)扇和堅固型物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)非常堅固，能夠處理惡劣環(huán)境中的部署，因為它們是使用經(jīng)過測試和驗證的工業(yè)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(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的外殼由鋼和鋁制成，形成堅固的外殼，保護(hù)敏感的內(nèi)部組件。

6. 能源效率

堅固耐用且無風(fēng)扇的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具有高能效，使其可以部署在并非始終存在穩(wěn)定電源的環(huán)境中。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)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(jìn)行配置，例如英特爾?賽揚? J1900，其 TDP 為 10 瓦，功耗低且產(chǎn)生的熱量少。盡管部署單個低功耗物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)所節(jié)省的成本可以忽略不計，但如果您要部署數(shù)十、數(shù)百甚至數(shù)千個此類設(shè)備，您會發(fā)現(xiàn)能源成本顯著節(jié)省。SoC（片上系統(tǒng)）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(fēng)扇和堅固的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)非常適合部署在穩(wěn)定連接并不總是可用的遠(yuǎn)程環(huán)境中。之所以如此，是因為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)配備了有線連接選項以及無線和蜂窩連接，允許網(wǎng)關(guān)在所有類型的不穩(wěn)定環(huán)境中連接到互聯(lián)網(wǎng)。

無風(fēng)扇和堅固型物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以使用有線連接通過至少 2 個 GbE RJ45 端口連接到互聯(lián)網(wǎng)，這些端口支持 LAN 喚醒和 PXE。此外，Premio 提供的一些物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以擴(kuò)展為額外的 RJ45 和 M12 LAN 以太網(wǎng)端口，包括 PoE+ (IEEE 802.3at)，通過單根電纜提供電源和以太網(wǎng)。

此外，工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)能夠通過使用 Wi-Fi 6 連接到互聯(lián)網(wǎng)，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(jù)其特定要求配置 Wi-Fi 的范圍和功耗。

此外，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)配備蜂窩連接，如果 Wi-Fi 和有線連接不可用，則允許物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)連接到互聯(lián)網(wǎng)。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(wěn)定互聯(lián)網(wǎng)連接的遠(yuǎn)程環(huán)境中部署物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的組織而言，蜂窩連接極為重要。此外，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)配備雙 SIM 卡插槽，允許網(wǎng)關(guān)在需要時連接到兩個不同的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商以實現(xiàn)冗余。

此外，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)配備了藍(lán)牙連接，可以快速、簡單地與低功耗藍(lán)牙設(shè)備連接。盡管藍(lán)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(shè)備提供了可靠和簡單的連接。

8. 安全

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的主要目的是從傳感器來回移動數(shù)據(jù)；因為此類工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)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(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具有防篡改功能。

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以下是實際工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)部署的一些示例：

1. 智慧農(nóng)業(yè)

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)用于智能農(nóng)業(yè)中收集信息并管理物聯(lián)網(wǎng)傳感器的部署，這些傳感器用于收集信息，例如作物環(huán)境中的天氣狀況、土壤質(zhì)量和作物生長進(jìn)度. 所有這些信息都由物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)收集、處理和分析，為農(nóng)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(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可用于預(yù)測和預(yù)測生產(chǎn)的產(chǎn)出，使種植者能夠更好地規(guī)劃產(chǎn)品分配，因為他們將對能夠收獲的作物數(shù)量有相當(dāng)不錯的估計。此外，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)處理和分析各種物聯(lián)網(wǎng)傳感器收集的大量數(shù)據(jù)，使農(nóng)民能夠生產(chǎn)出更高質(zhì)量的農(nóng)作物。

智能農(nóng)業(yè)中最流行的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備包括氣象站，這些設(shè)備利用遍布整個農(nóng)田的農(nóng)業(yè)傳感器，收集有關(guān)天氣的各種信息并對其進(jìn)行分析，以獲得有關(guān)如何改善農(nóng)作物的寶貴見解。

此外，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通常用于溫室中收集有關(guān)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(nóng)民能夠調(diào)整條件以實現(xiàn)最佳作物生長。

2. 智慧交通

物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通常用于啟用智能交通系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將計算機(jī)、電子設(shè)備和其他傳感器以及云相互連接起來。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)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(chuàng)建實時交通系統(tǒng)，為如何提高交通系統(tǒng)性能提供有價值的見解。

例如，如果工業(yè)計算機(jī)預(yù)測在一天中的某個時間道路經(jīng)常關(guān)閉或充滿交通，系統(tǒng)可以調(diào)整車輛的路線以避開交通，從而提高系統(tǒng)的效率，節(jié)省寶貴的時間和資源比如燃料。此外，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)收集的數(shù)據(jù)可用于預(yù)測性維護(hù)。

也就是說，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以預(yù)測運輸系統(tǒng)的某個部件或組件何時會出現(xiàn)故障，并在發(fā)生故障或故障之前提醒操作員執(zhí)行維護(hù)和/或更換部件，從而消除與執(zhí)行意外維修相關(guān)的任何停機(jī)時間。

3. 工廠自動化

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)在工廠自動化方面發(fā)揮著重要作用，因為它們可以促進(jìn)數(shù)十、數(shù)百或數(shù)千個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、工廠機(jī)械和工廠設(shè)備之間的通信，以及這些設(shè)備與云之間的通信。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)支持遠(yuǎn)程監(jiān)控工廠資產(chǎn)以及控制此類資產(chǎn)。

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)能夠連接使用現(xiàn)代協(xié)議的新機(jī)器，以及使用舊協(xié)議的舊機(jī)器。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)支持的協(xié)議包括現(xiàn)場總線協(xié)議、PROFINET 協(xié)議、EtherNET/IP 和 EtherCAT 協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)還能夠從這些設(shè)備收集信息，對其進(jìn)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(shè)備的預(yù)測性維護(hù)最大限度地減少停機(jī)時間。

4. 露天和地下采礦

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)也很重要，為采礦業(yè)提供了巨大的好處，使礦山運營商能夠優(yōu)化采礦過程并產(chǎn)生更好的結(jié)果。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)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(jìn)行實時分析，以允許運營商采取最佳行動。

此外，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)使采礦運營商能夠使用數(shù)據(jù)戰(zhàn)略性地部署工人和設(shè)備以提高效率。此外，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)通過預(yù)測組件和車輛何時發(fā)生故障來實現(xiàn)預(yù)測性維護(hù)，以便礦山運營商可以執(zhí)行預(yù)防性維護(hù)，減少因意外車輛故障導(dǎo)致的停機(jī)時間。

此外，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)有能力提高采礦員工的安全性。之所以如此，是因為物聯(lián)網(wǎng)傳感器可以連接到物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)可以監(jiān)控礦井中的不穩(wěn)定區(qū)域，在豎井坍塌或變得極其不穩(wěn)定的情況下向礦工發(fā)出警報。