物联网网关技术有哪些应用？

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，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。

只要是在物联网应用的地方，就肯定会有物联网网关。利用在感知层连接传感器，射频(RFID)，微机电系统(MEMS)和智能嵌入式终端，物联网网关的应用领域涉及到了智能交通、工业监控、安全家庭、环境保护、政府工作、智能消防、环境监控、老人护理、个人健康、水系统监控、食品可追溯性，敌人情况侦察和情报收集等等。物联网网关在不同应用方向上使用的协议与网关形式不同，但是其基本功能是利用相关协议进行转换，转换感知层收集到的各种类型的信息，形成高速数据并将其传输到互联网，同时实现管理功能。

在通讯设备中，网关的主要目的是在不同类型的通信技术之间提供桥梁。这些技术在连接类型，接口或协议方面可能会有所不同。例如，您在家中的Internet网关将您的局域网(LAN)与Internet服务提供商(ISP)连接起来。该网关通过PPP或HDLC等技术将ISP的WAN链接到具有TCP / IP的LAN。

物联网网关遵循将不同技术的通信桥接在一起的相同原则。它在物联网传感器和互联网之间建立了桥梁。物联网网关将汇总所有数据，转换传感器的协议，并在发送数据之前对其进行预处理。

物联网设备使用蓝牙LE，Zigbee，Z-wave或LTE，LTE-M，WiFi之类的远程之类的短距离无线传输模式连接物联网网关，然后将它们链接到Internet(公共云)通过以太网LAN或光纤WAN(HDLC / PPP)。

物联网网关了解这些传输模式和数据(MQTT，CoAP，AMQP，DDS，Websocket)协议，并将其转换为数据系统所需的其他协议。

一、智能手机

智能手机之所以智能，离不开各种各样的物联网网关。现在智能手机中比较常见的物联网网关有距离传 感器、光线物联网网关、重力物联网网关、指纹识别物联网网关、图像物联网网关、三轴陀螺仪和电子罗盘等。

比如指纹识别物联网网关可以采集指纹数据，然后进行快速分析与认证，免去繁琐的密码操作，快速解锁。

二、人工智能/机器人

物联网网关是人工智能最基础的硬件，类似于人类的感觉获取器官。大量的物联网网关即可实现"感知+控 制",而家庭自动化二感知+控制，这种层面的信息交互与人机交互，还多需人的参与。而人工智能将人类 的逻辑大脑赋予机器，实现"感知+思考+执行",最终上升到这种层次。

例如，家里的空调不单单依靠温湿度物联网网关进行自我调节，还可以通过家庭成员的识别来自动选择模 式，比如风向的调节，针对小孩、老人温度的调节。这些新技术将带来无限大的想象空间，再结合机器増强 学习的算法，将提供深度体验。

还有智能机器人使用的关键硬件包括驱动器、减速器和物联网网关等，物联网网关作为机器人的"五官", 在采集外界信息数据上发挥看重要作用。

三、AR/VR

虚拟现实中的传感设备主要包括两部分：一部分用于人机交互而穿戴于操作者身上的立体头盔显示器、 数据手套、数据衣等，另一部分是用于正确感知而设置在现实环境中的各种视觉、听觉、触觉、力觉等。

实现AR/VR,提高用户体验，需要用到大量用于追踪动作的物联网网关。比如FOV深度物联网网关、摄像头、陀螺仪、加速计、磁力计和近距离物联网网关等。当前，每家VR硬件厂商都在使用自己的技术，索尼使用 PlayStation摄像头作为定位追踪器，而Vive和Oculus也在使用自己的技术。

四、无人机

无人机是当下非常流行的智能硬件，其智能飞控系统的实现需要用到各种物联网网关，包括IMU、 MEMS加速度计、电流物联网网关、倾角物联网网关和发动机进气流量物联网网关等。

IMU结合GPS是无人机维持方向和飞行路径的关键。随着无人机智能化的发展，方向和路径控制是重要 的空中交通管理规则。IMU采用的多轴磁物联网网关，在本质上都是精准度极高的小型指南针，通过感知方向将 数据传输至中央处理器，从而指示方向和速度。

而MEMSJD速度计用于确定无人机的位置和飞行姿态;电流物联网网关可用于监测和优化电能消耗，确保无 人机内部电池充电和电机故障检测系统的安全;倾角物联网网关能够测量细微的运动变化，应用于移动程序，作 为无人机的陀螺仪补偿，集成陀螺仪和加速度计，为飞行控制系统提供保持水平飞行的数据;流量物联网网关可 以有效地监测电力无人机燃气发动机的微小空气流速。

五、智能穿戴

物联网网关在可穿戴设备中起到至关重要的作用。因为可穿戴设备最基本的功能就是通过物联网网关实现运动传 感。

以小米手环为例，就用到了ADI的MEMS加速度和心率物联网网关来实现运动和心率监测;AppleWatch内部 除了MEMS加速度计、陀螺仪、MEMS麦克风，还有使用脉搏物联网网关。

六、智能家居

物联网网关是智能家居控制系统实现控制的基础，随看技术的发展，越来越多的物联网网关被用到智能家居系统 中。

智能家居物联网网关是家居中的"眼鼻耳"，因为智能家居首先离不开对居住环境"人性化"的数据采集，也 就是说把家居环境中的各种物理量、化学量、生物量转化为可测量的电信号装置与元件。

智能家居领域需要使用物联网网关来测量、分析与控制系统设置，家中使用的智能设备涉及位置物联网网关、接近 物联网网关、液位物联网网关、流量和速度控制、环境监测、安防感应等物联网网关等技术。

七、智能汽车/自动驾驶

车联网是物联网发展的重大领域，智能汽车是车联网的核心，正处于高速发展中。在智能汽车时代，主动 安全技术成为备受关注的新兴领域，需要改进现有的主动安全系统，比如侧翻(rollover)与稳定性控制(ESC),这就需要MEMS加速度物联网网关和角速度物联网网关来感测车身姿态。语音将成为人与智能汽车的重要交 互方式，MEMS麦克风将迎来发展新机遇。

MEMS物联网网关在汽车领域还有很多应用，包括安全气裏(应用于正面防撞气裏的高g值加速度计和用于侧 面气裏的压力物联网网关)、汽车发动机(应用于检测进气量的进气歧管绝对压力物联网网关和流量物联网网关)等。

而自动驾驶技术的兴起，也进一步推动了MEMS物联网网关进入汽车。虽然GPS接收器可以计算自身位置和速 度，但在GPS信号较差的地方(地下车库、隧道)和信号受到干扰的时候，汽车的导航会受到影响，这对自动 驾驶来说是致命的缺陷。利用MEMS陀螺仪和加速度计获取速度和位置(角速度和角位置)，车辆任何细微 的动作和倾斜姿态，都被转化为数字信号，通过总线，传递给行车电脑。即便在最快的车速状态下，MEMS 的精度和反应速度也能够适应。得益于硅体微加工、晶片键合等技术的发展，精度已经上升到0.01 g

八、智慧工业

智能工厂利用物联网技术加强信息管理和服务，掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人 工的干预、及时正确地采集生产线数据，以合理的安排生产计划与生产进度，并优化供应链。在工业生产领 域，物联网网关应用非常广泛，工业生产各个环节都需要物联网网关进行监测，并把数据反馈给控制中心，以便对岀现 异常节点进行及时干预，保证工业生产正常进行。业界普遍认为，新一代的物联网网关是智能工业的"心 脏”，它让产品生产流程持续运行，并让工作人员远离生产线和设备，保证人身安全和健康。