物聯網這一術語通常指的是網絡連接和計算能力擴展到通常不被認為是計算機的設備、傳感器和日常用品的情況，允許這些東西（設備）在最少的人工干預下生成、交換和消費數據。不過，并沒有單一的、普遍的定義。

支持技術：將計算機、傳感器和網絡結合起來以監控設備的概念已經存在了幾十年。然而，最近幾個技術市場趨勢的融合正在使物聯網更接近于廣泛的現實。這些包括無處不在的連接、基于IP網絡的廣泛采用、計算經濟學、小型化、數據分析的進步以及云計算的興起。

網絡連接模式：物聯網實施使用不同的技術通信模式，每個模式都有自己的特點。網際網絡架構委員會（IAB）描述的四種常見通信模式包括：設備到設備、設備到云、設備到網關和后端數據共享。這些模式突出了物聯網設備連接方式的靈活性，并為用戶提供價值。

變革潛力：如果對物聯網的預測和趨勢成為現實，它可能會迫使人們思考其對現實世界帶來的影響和問題，在這個世界上，與互聯網最常見的互動來自與連網對象的被動接觸，而不是與連網對象的主動接觸。主動接觸的潛在實現——“超級連接的世界”——證明了互聯網架構本身的通用性質，它不會對能夠利用該技術的應用程序或服務施加固有限制。

一、戰略領域

1. 安全

雖然安全考慮因素在IT環境中并不新鮮，但許多物聯網實施的屬性帶來了新的獨特安全挑戰。應對這些挑戰并確保物聯網產品和服務的安全必須是一個優先事項。用戶需要相信物聯網設備和相關數據服務是安全的，不會受到黑客威脅，尤其是隨著這項技術變得越來越普及并融入我們的日常生活。安全性差的物聯網設備和服務可以作為網絡威脅的潛在入口，并使數據流得不到充分保護，從而使用戶數據暴露于盜竊行為中。

物聯網設備的互聯特性意味著，每一個不安全的在線連網設備都有可能影響全球互聯網的安全性和彈性。這一挑戰因其他因素而加劇，如物聯網設備的大規模部署、某些設備自動連接到其他設備的能力以及將這些設備部署在不安全環境中的可能性。

原則上，物聯網設備和系統的開發人員有義務確保他們不會使用戶和互聯網本身受到潛在傷害。因此，需要一種安全的協作方法來制定有效和適當的解決方案，以應對物聯網安全挑戰，這些方案非常適合問題的規模性和復雜性。

2. 隱私

物聯網的全部潛力取決于在廣泛的期望中尊重個人隱私的策略。物聯網設備提供的數據流和用戶特異性可以為物聯網用戶帶來難以置信的獨特價值，但對隱私和潛在危害的擔憂可能阻礙物聯網的全面采用。這意味著隱私權和對用戶隱私期望的尊重是確保用戶對互聯網、連網設備和相關服務的信任和信心所不可或缺的。

3. 互操作性/標準

專有物聯網技術實施的分散環境將抑制用戶和行業的價值及其發展。雖然產品和服務之間的完全互操作性并不總是可行或必要，但如果存在集成不靈活、所有權復雜性高以及對供應商鎖定的擔憂，購買者可能會對購買物聯網產品和服務猶豫不決。

此外，設計和配置不當的物聯網設備可能會對其連接的網絡資源和更廣泛的互聯網產生負面影響。適當的標準、參考模型和實踐也將有助于抑制可能以破壞方式進入互聯網的設備的擴散。

4. 法律、監管和權利

物聯網設備的使用引發了許多新的監管和法律問題，也放大了互聯網上現有的法律問題。這些問題涉及面廣，而且物聯網技術的快速變化速度往往超過相關政策、法律和監管機構的適應能力。雖然法律和監管方面的挑戰范圍廣泛且復雜，但采用互聯網社會指導原則，即提高用戶的連接、發言、創新、共享、選擇和信任能力，是制定物聯網法律和法規的核心考慮因素。

5. 新興經濟和發展問題

物聯網為新興經濟體和發展中經濟體帶來了巨大的社會和經濟利益。這包括可持續農業、水質和使用、醫療保健、工業化和環境管理等領域。因此，物聯網有望成為實現聯合國可持續發展目標的工具。

物聯網挑戰的廣泛范圍并非工業化國家所獨有。發展中地區也需要做出回應，以實現物聯網的潛在利益。此外，還需要解決在欠發達地區實施的獨特需求和挑戰，包括基礎設施準備、市場和投資激勵、技術技能要求和政策資源。

物聯網正在發生。它承諾提供一個革命性的、完全連接的“智能”世界，因為物體、環境和個人之間的關系正變得更加緊密。然而，為了實現個人、社會和經濟的潛在利益，需要考慮和解決與物聯網相關的問題和挑戰。

二、數據網關

在現代生產企業中，生產線的自動化系統一般采用以 PLC 為主要節點的控制、通信網絡，最常用的是現場總線協議;同時在企業的管理經營系統一般采用計算機為主要節點的通信網絡，以 TCP/IP 協議為主，如何實現不同應用系統間的數據通信，打通不同通信協議間的數據通路，對數據進行分析、存儲、轉發等功能，如生產指示快速下達和生產狀態的快速發布，從而提升企業管理生產效率，是數據網關技術出現和發展的客觀要求。

數據網關的作用就是連接不同的通信系統，實現數據互通，所以首先要對不同系統進行物理連接，在物理連接的基礎上，再根據不同系統的通信協議，利用協議允許的接口進行軟件連接，通過數據接收、提取、發送的過程實現數據轉發。

數據網關的基本功能是進行不同通信協議間內容的翻譯轉換，但是對這個過程中的數據如何進行處理，或者如何使用這些數據，決定了數據網關的應用。根據對數據處理方式的不同，可將數據網關分成普通數據網關和專用數據網關兩種。

1. 普通數據網關

該型數據網關以數據傳輸功能為主，對所傳輸的數據只進行簡單處理，如有效性過濾、存儲、重新組織等。最典型的應用是控制系統中的操作上位機系統，該系統通過工業以太網、現場總線或者其它方式接入控制系統，將采集到的數據通過以太網（一般是 TCP/IP 協議）發送至操作員上位機，在控制畫面上顯示相應狀態，同時又將上位機發出的操作指令發送給現場 PLC 等控制器，實現了現場設備通信系統與人工操作通信系統的數據連通。在這個典型中難以找到具體的數據網關，實際上是由操作上位機集成了數據轉換的功能，充當了數據網關的角色。除此以外，本世紀開始廣泛應用的 ERP、MES、ASP 等先進的管理系統，與生產流水線控制系統實現信息互通，這需要進行大量的數據組織、存儲、轉發等，就更加需要使用數據網關作為主要的信息橋梁和中轉站。

配置了數據網關，整個系統就具備了以下功能：

生產數據、狀態的實時存儲。通過數據庫可以保存長期歷史數據，方便進行生產過程分析和質量追溯。

生產狀態實時上報、發布。管理者可以根據實時數據高效的制定生產計劃;營銷人員可以及時的跟蹤訂單生產，反饋客戶。

生產指令的快速下達。MES、ERP 等生產計劃信息可以快速的下發到生產線，實現訂單的快速響應，縮短交貨時間。

增強系統穩定性。全線操作站聯網，每個操作站都可以了解全線的生產情況，且互相備用，必要時可以互相替代操作。

提高生產自動化水平。方便增加過程控制、智能控制等專用計算設備，彌補普通PLC 不具備的智能計算、大數據量計算等功能，使生產更加精細，產品質量得以提高。

2. 專用數據網關

與普通型相比，該型不僅具有數據存儲、轉發等數據網關的基本功能，特點是將其它高級的功能也進行了集成，構成了基于數據網關技術的專用設備，目前主要有以下幾種：

信息發布數據網關 該型數據網關集成了 web 發布功能， 通過有線或者無線接口直接接入 internet，方便用戶在任何地方通過互聯網獲得實時生產信息。為了保證正常生產不被干擾，可以通過硬件或軟件進行數據隔離，保證數據流為單向，如采用硬件隔離技術可以做到完全隔離。

過程控制數據網關 該型除了數據網關基本功能，主要功能是數據計算，主要通過軟件實現，對生產系統特別是單一復雜設備進行高級控制，彌補 PLC 等現場控制器對數據處理、歷史數據調用、復雜算法實現困難等功能上的不足，從而提高生產的自動化水平。

信息存儲數據網關 該型主要功能是數據存儲，在本地建立數據庫，將接收的數據進行長期存儲，并具備多種組織和查詢接口，以方便進行生產流程優化和質量追溯。

三、數據網關與信息技術的融合

信息技術如云技術、物聯網技術等的出現大都基于互聯網技術的發展，而數據網關的連通不同通信網絡的特性恰恰為這些新技術應用到傳統產業提供了支撐。

1. 數據網關與云計算

通過數據網關，把生產數據發送給企業研發、質量中心，甚至專業的數據分析中心，利用“外腦”強大的計算能力和信息資源，對生產數據進行全方位、深層次的分析，進而得到更高效的生產工藝參數指導，從而提升產品質量，優化生產流程。在僅投入少量硬件的條件下，就具備了獲得專業海量數據分析計算的能力，實現了低成本、高效益的兼顧。

2. 數據網關與移動互聯終端

通過數據網關，將生產數據實時發送至企業決策者的移動互聯終端，使之可以隨時根據市場變化制定生產策略，實現效益更大化;將生產數據實時發送至外地銷售經理的移動互聯終端，使之可以隨時跟蹤訂單情況，反饋客戶，并可以隨時將新的客戶需求傳達到生產線，及時優化訂單計劃，達到降低生產成本，縮短交貨周期的效果。

3. 數據網關與物聯網技術

通過數據網關，將生產線狀態與原材料、輔助材料、成品等物流信息整合，整體分析各個流程，確定調度方案，實現資源的高效利用，實現即時生產、減少中間環節、降低庫存、節約物流成本的目標。

物聯網的網關或者說智能網關主要實現以下三個功能：

感知網絡接入的能力：物聯網網關首先是具有對各節點屬性、狀態等信息的獲取功能，即可以感知各節點的實時狀態。其次是具有對節點的遠程控制、喚醒、診斷等功能，即實現節點的自動化管理。

異構網絡互通的能力：物聯網網關接入必然存在跨域通信的要求，因此需要完善的尋址技術，以確保所有節點的信息都能被準確、高效、安全地進行定位和查詢。隨著物聯網應用的發展，節點地址的數量會逐漸增大，且其編碼結構與 DNS中的域名結構不同，因此需要有一套與互聯網不同的尋址技術以滿足需求。

通訊與數據格式標準化：網關必須實現傳感網絡到傳統通信網絡的協議轉換，將協議適配層上傳輸的標準格式數據進行統一封裝，將廣域接入層下發的數據解包成標準格式數據，實現命令的解析，之后轉換為感知層協議可以識別的信號和控制指令。

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