物聯網網關，看似陌生又熟悉的詞語，既是信息數據中轉站，也是協議標準把關人，物聯網網關在物聯網解決方案中到底扮演怎樣的角色，又面臨怎樣的挑戰與機遇呢。且聽知乎達人娓娓道來。

作為異質網絡連接設備，網關是伴隨著網絡技術的發展一直存在的概念和產品。在萬物互聯的今天，各類新興的網絡連接形式和協議標準不斷涌現，而近距網絡和遠距網絡又常常無法采用統一的協議，所以網關的部署在所難免。這不僅給網關帶來了新的機遇，也帶來了新的挑戰。物聯網網關的需求數量巨大，但也面臨著來自成本、市場碎片化、穩定性、網絡安全等新的挑戰。

網關在物聯網體系建設中是一類比較尷尬的技術組件，甚至連它的名字都如此尷尬：網關還是終端，這是一個問題；更別說還有沿襲了專業領域歷史的眾多名字了，如名目眾多的數據采集器、RTU、DTU、通信管理機、能源管理網關、家庭網關等等。反正你總得把傳感器的信號匯總、轉換到可以經過長距網絡傳輸所兼容的協議。還有一層尷尬就是其分類，作為連接傳感層和傳輸層的設備，其自身到底應歸于傳感層還是傳輸層，也是因時因地而不同的。出現這樣的尷尬，一方面是因為物聯網技術架構在業界剛剛才開始形成一點共識，另一方面是即便是形成共識，在具體的應用場景中為了節約成本、減少設備空間等原因，類似異質網絡橋接、數據融合與格式轉換、遠程控制等功能也可能會被選擇集成一個設備中，從而造成一個具體的設備身兼多重功能，名稱也自然而然地帶上了特定行業的烙印。

在原本針對“人”的互聯網架構中，由于網絡技術的高度標準化，實際需要部署的網關數量并不多，一般一個局域網也就一個網關。而且除了扮演異質網絡的橋接功能，更多地是在扮演安全防護的角色。但是在萬物互聯的物聯網時代，就地網絡一般難以適用原有的Wi-Fi和以太網，更多采用比較適合傳感器數據傳輸的低功率無線連接，如ZigBee、Z-Wave、低功耗藍牙等等，還有為了強調穩定而開發的新型電力載波等有線通信協議，更不用說為了向上兼容而繼續連接的各種工業通信網絡和協議了。其中工業通信協議最具戲劇性，因為每一次產業升級而出現的新的工業通信協議，幾乎從未能像其建立者所期望的那樣一統天下，更多的是把原本已經夠復雜的現狀變得更加復雜。所以說，在物聯網領域，尤其是在需要兼容大量歷史遺留設備的工業物聯網領域，網關的存在是實現互聯互通的關鍵。而且由于異質網絡的數量變多，網關的數量也成數量級增長。比如一個中小型的生產性企業，原本的網關設備也許只存在于生產網絡、辦公網絡和互聯網之間；現在則需要在采用各種不同協議的設備群體之間都添置網關。而且能源管理等原本在成本管理中被忽視的業務流程也隨著節能減排的需求而走到前臺。

但是，網關設備需求增長的同時，也有如下挑戰需要面對。

首先面臨的挑戰就是成本壓力。設備聯網產生的效益對于多數初涉物聯網的企業而言還難以清晰預測，因此在投資成本上的意愿不足。這一點和信息化產業中的每一項技術進化在初期所面臨的產業化困境是相同的。對于網關這類使用數量較大、部署之后就容易被忽略的通訊連接設備，尤其如此。比如在樓宇能源管理的應用場景下，7000RMB的網關價格尚可接受，因為每座樓宇一般也就使用1到2個網關；但是在分布式光伏電站的管理中，一個兆瓦級電站的網關數量以千計，每個網關3000RM的價格已經是招標采購中的極限，而且其中的通信協議、計算能力和工作環境要求卻更高。

成本的壓力還不止在網關設備的初投資中，還包括網關及其所連接的設備群的運行維護中。物聯網時代所聯網的設備在地理分布上可能是超出一所建筑物的，比如一個城市的能源管理網絡、一條石油管線的遠程維護網絡，地理分布擴大到一個城市甚至跨越數個國家。一個網關的成本也許并不高，但如果設備商要負擔遠距離出差產生的費用，這筆費用就要大大提高網關的售價。所以，網關的遠程可維護性就變得極為關鍵。

其次就是需求市場的碎片化。現場需要對接的通信協議品類繁多，一個產品難以用于所有的場景，而為每個場景都提供專用的網關又根本不具有規模經濟性。這就對網關產品及其開發技術平臺的市場定位、產品設計和技術研發都提出了新的挑戰。

再次就是穩定性挑戰。一個網關也許本身只有幾千元人民幣的投資，而一旦其出現故障，卻有可能因為引發了關鍵設備群的停機而造成百萬級的損失。所以不能因為聯網設備的穩定性而為整個生產網絡引入新的風險。

最后是來自網絡安全的挑戰。網絡安全問題在互聯網時代并不是新鮮話題，但是在物聯網卻更加突出。實際上除了新近開發的一些協議，歷史遺留的工業通信協議一般是缺乏甚至根本不具備安全機制的。其中的原因在于，這些協議在設計理念上就是認為通信是發生在有安保措施的廠房中的，所以并不考慮外來惡意介入的情況。但是在接入物聯網體系之后，這些網絡不同程度地暴露在工廠外的環境中，安全問題就必須依靠網關來解決了。

當然方法總是比問題多，各類相關技術提供商都在嘗試新的解決方案。

針對成本壓力和碎片化，開發平臺技術逐漸成為網關領域的主流。比如各類工業處理器廠家開始提供相對通用的芯片架構、硬件參考設計、配套的操作系統和開發套件，代表廠商如Intel和TI。一些網關生產企業在自身的產品定位中也開始跳出單一領域的應用，開始針對碎片化市場進行硬件需求的梳理，從而生產出可以適用于相似多個場景的網關。這類網關的直接用戶并不是最終用戶，而是集成商。因為這類網關雖然外觀看起來是一個產品，但就其功能而言還只是一個二次開發的平臺，因此也常被成為“空白網關”。這類產品典型來自研華和MOXA，此外初創企業也很多。

空白網關成為最終用戶可以利用的設備，一般需要集成商根據應用系統的目的客制化開發，比如集成客戶所需要的通信協議或者其他的配置功能。幸好這種二次開發的工作已經沒有早先時候那么大了，因為一些工業軟件提供商已經在提供多協議轉換的軟件平臺。這類平臺的特點是內置了協議轉換算法，在其兼容的協議范圍內通過人性化的配置而不是程序員的編碼，就可以實現常見的基本功能。空白網關加軟件可配置平臺的一個附加好處就是穩定性，因為硬件的生產可以上批量，質量管控也有了保證。

至于安全性，中國公安部三所已經展開了工業通信設備的安全認證，未來預計還會有新的進展。當然還有一類企業專攻類似智能電網之類的單一大容量市場，在市場策略上繞開這些挑戰。

總體可以預期的是，隨著物聯網行業的逐漸成熟，網關也會逐漸出現主流的技術架構，綜合考慮對各種挑戰的應對。