仅作为本人学习《物联网开发实战》的学习笔记，原课程链接：极客时间《物联网开发实战》——郭朝斌
不是所有的设备都使用 Wi-Fi 这类可以直接接入互联网从而与云平台通信的通信技术，比如一些使用 BLE 或 ZigBee 这类通信技术的设备，它们连 IP 地址都没有，这类设备如何接入互联网呢？
这时就需要借助物联网网关了。
物联网网关：设备与云平台之间的桥梁
郭老师举了一个例子：一个冷库温湿度检测系统，基于 LoRa 通信技术。
冷库库房内部的蜂窝网络信号一般都很差（墙体很厚，且一般位于郊区，有时货物多也会影响信号），所以冷库不适合使用蜂窝网络。这时使用物联网网关来联网更合适，冷库里使用 LoRa 这种穿透能力强、空旷环境通信范围可以达到几公里的通信技术与网关进行通信，而物联网网关部署在有稳定信号的地方。
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协议转换：搭建桥梁的关键
物联网网关，作为一个新的名词，在未来的物联网时代将会扮演非常重要的角色，它将成为连接感知网络与传统通信网络的纽带。作为网关设备，物联网网关可以实现感知网络与通信网络，以及不同类型感知网络之间的协议转换．既可以实现广域互联．也可以实现局域互联。此外物联网网关还需要具备设备管理功能，运营商通过物联网网关设备可以管理底层的各感知节点，了解各节点的相关信息，并实现远程控制。
——百度百科
物联网之所以能够搭建物联网设备与云平台之间的桥梁，奥秘在于协议转换。BLE、ZigBee 和 LoRa 设备在跟网关通信的时候，需要网关基于开发的或者内部私有的协议，解析出数据；然后网关再使用跟云平台的连接协议来组织数据，完成数据传输。
下面是一张网关通信接口的结构示意图。
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- 北向接口：需要接入互联网，RJ45、光纤、Wi-Fi、4G、NB-IoT 等蜂窝网络模组等。
- 南向接口：用来连接物联网设备，除了上面这些无线网络接口，还有工控机上常用的 RJ45 以太网接口、RS232 （串口）、RS485（串口）等。
上面的网关只是一个例子，实际开发中需要根据可能用到的协议来确定不同的接口规格型号。
网关的其他功能
网关除了上面提到的协议转换功能，还具备存储、安全管理、设备管理、网关配置、空中升级等功能。
经过协议转换，网关就得到了一些不同格式的数据，这些数据需要能暂时保存，防止因网络的临时故障导致设备数据丢失，同时设备和网关的配置信息也要存储在网关本地。
数据的安全性对于网关来说也是很重要的，网关的安全性体现在下面这几个方面
- 完善本地身份认证，
- 保证数据加密传输，
- 能够支持运营商专网接入，或支持 VPN （虚拟专用网络）技术。
在网关上做数据分析
上面提到的网关还属于传统的物联网网关.
随着物联网的发展，海量设备接入到网络，带来了海量的数据，给云平台带来了极大的挑战，加上很多数据是敏感或机密的（监控画面、工业机密数据），所以行业内开始尝试将云平台上的部分计算任务下沉到“边缘设备”上，这便是边缘计算的由来。
物联网网关是边缘计算中最轻量级的解决方案的关键。
边缘计算的好处
郭老师将边缘计算模型的好处总结为以下四个方面：
- 延迟低：
- 节约了主干网带宽：
- 计算可用性好：
- 隐私性更好：
边缘计算对网关的影响
边缘计算对网关的影响，主要体现在三个方面。
一、为了更好地在网关中运行边缘计算任务，网关需要支持虚拟化技术，目前实践中通常采用容器技术实现。
二、因为网络环境的不确定性，网关需要具备一定的自治能力。
三、因为边缘计算的引入，我们需要加强网关的数据分析处理的任务。所以网关上提供统一的开发框架变得十分重要。
下面是郭老师提供的框架图：
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