物联网中的智能网关

在现代生产企业中，生产线的自动化系统一般采用以 PLC 为主要节点的控制、通信网络，最常用的是现场总线协议；同时在企业的管理经营系统一般采用计算机为主要节点的通信网络，以 TCP/IP 协议为主，如何实现不同应用系统间的数据通信，打通不同通信协议间的数据通路，对数据进行分析、存储、转发等功能，如生产指示快速下达和生产状态的快速发布，从而提升企业管理生产效率，是数据网关技术出现和发展的客观要求。

 数据网关的基本原理

数据网关的作用就是连接不同的通信系统，实现数据互通，所以首先要对不同系统进行物理连接，在物理连接的基础上，再根据不同系统的通信协议，利用协议允许的接口进行软件连接，通过数据接收、提取、发送的过程实现数据转发。

 数据网关的实现方式

根据上文所述数据网关的基本原理可知，数据网关需要的两个要素：接口和数据处理。现代计算机技术的发展带来的丰富的接口选择和强大的计算能力恰好为此提供了条件，一台具备相应接口的，安装了相应数据处理软件的计算机，就是一个数据网关。

现有实现方式中最典型的代表就是工业控制计算机（简称工控机），生产厂商将各种接口进行模块（卡）化设计，将其与通用的计算机主机模块结合，就实现了通用计算机接入特定通信系统的目的，客户购买时根据需要选择接口模块（卡）和满足处理能力的通用计算机主机就可以方便的搭建出数据网关的硬件平台，在此基础上再开发专用的数据处理软件，就能够实现强大的数据分析、存储、转发等功能。 

数据网关的应用

数据网关的基本功能是进行不同通信协议间内容的翻译转换，但是对这个过程中的数据如何进行处理，或者如何使用这些数据，决定了数据网关的应用。根据对数据处理方式的不同，可将数据网关分成普通数据网关和专用数据网关两种。 

1、普通数据网关

该型数据网关以数据传输功能为主，对所传输的数据只进行简单处理，如有效性过滤、存储、重新组织等。最典型的应用是控制系统中的操作上位机系统，该系统通过工业以太网、现场总线或者其它方式接入控制系统，将采集到的数据通过以太网（一般是 TCP/IP 协议）发送至操作员上位机，在控制画面上显示相应状态，同时又将上位机发出的操作指令发送给现场 PLC 等控制器，实现了现场设备通信系统与人工操作通信系统的数据连通。在这个典型中难以找到具体的数据网关，实际上是由操作上位机集成了数据转换的功能，充当了数据网关的角色。除此以外，本世纪开始广泛应用的 ERP、MES、ASP 等先进的管理系统，与生产流水线控制系统实现信息互通，这需要进行大量的数据组织、存储、转发等，就更加需要使用数据网关作为主要的信息桥梁和中转站。

 

上图显示了一个综合的生产控制系