网络中的网关技术

网关（Gateway）又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上实现网络互联，是最复杂的网络互联设备，仅用于两个高层协议不同的网络互联。网关既可以用于广域互联网，也可以用于局域互联网。网关是一种担负转换重任的计算机系统或设备。在使用不同的通信协议、数据格式或语言，甚至体系结构完全不同的两种系统之间，网关是一个翻译器。与网桥只是简单地传达信息不同，网关对收到的信息要重新打包，以适应目的系统的需求。同时，网关也可以提供过滤和安全功能。大多数网关运行在OSI 7层协议的顶层 －－应用层。

在物联网系统中，信息最终都需要通过网络传输到服务器上，以便进行后续的处理和管理。通常需要网关讲信息从检测节点传输到网络上。在设计网关时，可以采用两种方式：有线方式和无线方式。有线方式是在信息检测节点上设计网络接口（一般是使用以太网接口芯片），通过网络接口将信息传输到网络上。无线方式目前用的较多的是使用GPRS或者使用无线接收模块接收信息，然后使用以太网接口芯片将信息传输到网络上。

提到物联网时，不得不提到已经发展了几十年的网络控制系统。网络控制系统（NCS），又称为网络化的控制系统，是在网络环境下实现的控制系统，是在网络环境下实现的控制系统，是指在某个区域内一些现场检测、控制及操作设备和通信线路的集合，用以提供设备之间的数据传输，使该区域内不同地点的设备和用户实现资源共享和协调操作。除此之外，广义的网络控制系统还包括通过企业信息网络以及Internet实现对工厂车间、生产线甚至现场设备的监视与控制等。它的一般定义是指通过计算机网络和总线将传感器、执行器和控制单元作为网络系统连接起来共同完成控制任务的系统。典型的网络控制系统结构图如图1所示。

                                              图1  典型的网络控制系统结构框图

从某种意义上讲，可以将网络控制系统作为物联网的一个子集。因此，网路控制系统中的概念和技术同样可以应用到物联网中。

如果以单片机作为检测和控制中心，组成网络控制系统时，需要单片机具有以太网接口或者使用单片机外接以太网口或者使用单片机外接以太网接口的组合方式。典型结构如图2所示。

                                       图2  以单片机为检测和控制中心的网络控制系统结构框图

其中，节点2、……、节点N与节点1具有类似的结构。

网络控制系统（NCS）是随着控制技术、网络通信技术以及计算机技术的发展而逐渐发展起来的，其主要

优点是系统连线少、可靠性高、结构灵活、易于系统扩展和维护以及能够实现信息资源共享等。网络控制系统应用日趋广泛。

－－节选自《物联网智能网关设计与应用》