什么是网关?工业网关的功能的介绍

一、什么是网关?
其实在我们日常生活中,大家都有接触到它;大家都知道,从一个环境到另一个环境,一定会经过一扇门、或一段通道、或一座桥,或某个设备等等,这些门、通道、桥、设备就是网关、关口,是用来连接不同环境的工具,小至家里的大门、房间的房门、路上的天桥、行人走的斑马线、大到机场的闸口、国境之间的口岸,这些都是网关、关口。

而工业网关简单的说就是从一个网络环境连接到另一个网络环境的一种面向工业应用之装置或设备,例如从 RS485 网络环境连接到以太网网络环境的一种面向工业应用之装置或设备,这个工业装置或设备叫做工业网关。
二、工业网关的功能
我们常见的工业网关功能可以从工业网关的外观开始看起,分为两大类:

1. 单纯的工业网关

如工业网关做不同网络环境的桥接,将来自不同网络环境的数据传递到云端做数据的处理。

2. 有数据采集功能的工业网关

除了做不同网络环境的桥接功能之外,此种工业网关本身也做外部环境的数据撷取与输入输出控制。如北京桂花网科技研发的蓝牙网关系列,已用在工厂中做传感器数据采集监测,可以降低人员监测成本,预防设备故障发生,同时减少事故发生。
三、工业网关在工业物联网的重要性
工业网关就像是我们人体的神经,将我们感知到的讯息 ( 如视觉、触觉等 ) 透过神经传递到我们的大脑做处理,根据身处的各种不同应用环境,大脑经过运算判断出要做何种的反应,并经由神经传递到全身四肢做动作;换句话说,假如缺少了工业网关,就像我们人体的神经被切掉一样,无法感知到外界环境的状况,也无法控制自己的动作,像个植物人或者是四肢不协调的人一样,行为上有所缺失。

因此工业网关在工业物联网是缺一不可的重要设备,大家要好好的使用并维护它。
四、工业网关应用场景
工业现场PLC、变频器、机器人等设备远程维护;

工程机械远程维护和管理;

车间设备与工艺系统的远程维护和管理;

小区二次供水水泵远程监测及控制;

油气田和油井等现场的监测和控制;

蒸汽管道和供暖管道的远程监测;

智能楼宇、智慧工厂及其他工业4.0领域等应用。

一文带你读懂蓝牙室内定位

一、定位原理
蓝牙定位基于RSSII(Received Signal Strength Indication,信号场强指示)值,通过三角定位原理进行定位。

如图:E点发出信号,同时被BS1、BS2、BS3收到,三角定位算法通过已知的三个坐标反推出E点的坐标。

二、定位方式
根据定位端的不同,蓝牙定位方式分为网络侧定位和终端侧定位。

网络侧定位系统由终端(手机等带低功耗蓝牙的终端)、蓝牙beacon节点,蓝牙网关,无线局域网及后端数据服务器构成。其具体定位过程是:

1.首先在区域内铺设beacon和蓝牙网关。2.当终端进入beacon信号覆盖范围,终端就能感应到beacon的广播信号,然后测算出在某beacon下的RSSI值通过蓝牙网关经过wifi网络传送到后端数据服务器,通过服务器内置的定位算法测算出终端的具体位置。

终端侧定位系统由终端设备(如嵌入SDK软件包的手机)和beacon组成。其具体定位原理是:

1、首先在区域内铺设蓝牙信标。

2、beacon不断的向周围广播信号和数据包。

3、当终端设备进入beacon信号覆盖的范围,测出其在不同基站下的RSSI值,然后再通过手机内置的定位算法测算出具体位置。

终端侧定位一般用于室内定位导航,精准位置营销等用户终端;而网络侧定位主要用于人员跟踪定位,资产定位及客流分析等情境之中。蓝牙定位的优势在于实现简单,定位精度和蓝牙信标的铺设密度及发射功率有密切关系。并且非常省电,可通过深度睡眠、免连接、协议简单等方式达到省电目的。
三:蓝牙5.1蓝牙测向:到达角 (AoA) 和出发角 (AoD)
今年,蓝牙联盟正式发布了全新“寻向功能”,这一全新功能可帮助设备明确蓝牙信号的方向,进而帮助开发解读设备方向的蓝牙接近(proximity)解决方案,实现厘米级位置精度的蓝牙定位系统。

蓝牙寻向功能主要采取了两种方法来实现,其一为到达角(AoA)方法,可用于室内的实时定位、物品追踪和地标信息,需要标签的物品可以采用RTLS解决方案,通过低功耗发射器通过单一天线发送特殊的数据封包。周围的低功耗接收器拥有阵列排布的多个天线,由于天线到发射器的距离不同,因而天线会发现所接收到的信号相位差,最终通过数据计算得出信号的相对方位。

另一种为出发角(AoD)方法,可用于室内定位系统,例如IPS解决方案中的智能手机就可以通过低功耗接收器来接收信号,配合周围的具有IPS解决方案的定位Beacon,通过低功耗发射器以陈列排布的有源天线之间切换时,发送特殊的数据封包。智能手机端的接收器再接收到信号中获取的IQ样本,了解发射器内的天线排布,最后通过数据计算得出信号的相对方向。

经典蓝牙、低功耗蓝牙和双模蓝牙的有什么区别呢?

经典/传统蓝牙部分(Classic Bluetooth,简称BT);

低功耗蓝牙部分(Bluetooth Low Energy,简称BLE);

传统蓝牙是在之前的1.0.1.2,2.0+EDR,2.1+EDR,3.0+EDR等基础上发展和完善起来的,低功耗蓝牙是Nokia的Wibree标准上发展起来的。
1、经典蓝牙:
传声音:如蓝牙耳机、蓝牙音箱。蓝牙规划的时候就是为了传声音的,所以是近距离的音频传输的不二选择。现在也有基于WIFI的音频传输方案,例如Airplay等,但是WIFI功耗比蓝牙大很多,设备无法做到便携。因此固定的音响有WIFI的,移动的如耳机、便携音箱清一色都是基于经典蓝牙协议的。
传大量数据: 例如某些工控场景,运用Android或Linux主控,外挂蓝牙遥控设备的,可以运用经典蓝牙里的SPP协议,当作一个无线串口运用。速度比BLE传输快多了。

2、低功耗蓝牙

蓝牙低能耗(BLE)技术是低成本、短距离、可互操作的鲁棒性无线技术,工作在免许可的2.4GHz ISM射频频段。它从一开始就设计为超低功耗(ULP)无线技术。它利用许多智能手段最大限度地降低功耗。
耗电低,数据量小,如遥控类(鼠标、键盘),传感设备(心跳带、血压计、温度传感器、共享单车锁、智能锁、防丢器、室内定位)。

2、双模蓝牙
智能电视机遥控器:很多智能电视机配的遥控器带有语音识别,需要用经典蓝牙才能传输声音。而如果做复杂的按键,例如原本键盘表上没有的功能,经典蓝牙的HID按键协议就不行了,得用BLE做私有协议。
降噪耳机:很多降噪耳机上通过APP来调节降噪效果,也是通过BLE来实现的私有通信协议。

桂花网:工业物联网领域的先行者

赵福勇在会议室里侃侃而谈的时候,显得随和而低调。但当他谈起自己的公司——蓝牙物联网设备和解决方案提供商 Cassia Networks(桂花网)时,眼睛却有着熠熠光彩。

作为蓝牙路由器的开发者,赵福勇给记者简单讲解了它的优越性。现代社会的人们已经习惯于使用互联网,一个Wi-Fi环境几乎成了每个人的必需。但是,企业要实现万物互联,所需的成百上千的物联网设备,绝大多数都通过电池供电。如果用Wi-Fi连接,电池电量估计在1至2日内耗尽,而这样频繁更换电池带来的成本和消耗的时间,企业是难以接受的。

 

那么,既然Wi-Fi无法解决企业和工业设备互联问题,超低功耗,超低成本,全球通用的蓝牙物联网就成了一个非常明智的选择项之一。

随着物联网技术的创新与发展,工业企业的设备如何变得更加高效,如何能及时地对设备进行监测和维护工作正面临着巨大挑战。根据工业和信息化部的数据,中国工业物联网市场收入的年增长率约为25%,物联网特别是工业物联网正迎来高速发展时期,桂花网也正站在这样的风口上。

蓝牙路由器与工业物联网

赵福勇指着桌上一个花瓶模样的牙白色仪器给记者看,就是这样的一个小设备,突破了蓝牙原来的局限性:只能一对一配对、无法遥控、不易管理的短板。“目前蓝牙5的设备连接的话,传输距离已经达到一公里以上。”赵福勇说。

2015年,桂花网开发了远距离蓝牙路由器,成为了参与物联网发展的弄潮者,在市场上引起了广泛关注。2016年1月,这款产品在CES2016国际消费电子产品展上一举夺得了Best of CES大奖,自此桂花网的发展一发而不可收。

桂花网之前在教育和智慧医疗等领域已经打开了一片天地,充分发挥蓝牙与物联网的优势力量大力推动教育和医疗智能化管理建设,广受好评。如今,桂花网的蓝牙路由器和物联网控制器已经成为ABB这样世界知名工业企业的选择。

2年前,ABB第一次找到桂花网。经过近一年的详尽测试和选型,ABB最终选定桂花网作为他们在工业蓝牙物联网方面的合作伙伴。一直位于历次工业革命的最前沿的ABB为何选中桂花网的蓝牙路由器和物联网解决方案?先看看桂花网为ABB做了什么。

ABB依托ABB Ability数字化解决方案推动传统工业向数字化转型。其中,智能传感器是ABB的数字解决方案之一。它可以连接到电动机、电动泵和轴承上,以获取有关振动、温度和其他相关参数的数据,完成电机监测和预测性维护,大幅降低工厂宕机时间和成本,提高用户工作效率。而桂花网的蓝牙路由和物联网解决方案里,满足了ABB对此类产品的近乎完美的要求:超低功耗;协议频段全球通用;安全;稳定;坚固耐用,适应工厂内外的恶劣环境;远距离,一对多;实时遥控;易安装,易管理。

赵福勇告诉记者,蓝牙功耗低,可以支持ABB的智能传感器正常使用四年以上,无需更换电池。同时,一台桂花网蓝牙路由器可以同时连接几十个蓝牙传感器,提供室外300米以上的远距离覆盖,通过以太网,Wi-Fi,或手机蜂窝网做回传,还可以提供强大的边缘处理和计算能力。

强大的技术支撑和全心全意的客户服务,让桂花网与ABB成为稳定的合作伙伴。ABB也不断将ABB Ability数字化解决方案持续扩展,服务世界各地的工业企业。

记者了解到,借助桂花网的技术,ABB实现远程蓝牙连接,为客户提供各种解决方案,以监控关键电机的状况并分析相关数据,从而进行预测性维护。ABB在全世界就有很多此成功的应用案例。如ABB正在为数成千上万的电机提供至关重要的条件监控和预测性服务,帮助意大利Dalmine的Tenaris工厂保持24小时不间断生产;又比如ABB Ability™智能传感器的远程状态监测非常准确,为格朗吉斯铝业(上海)有限公司避免了因油泵漏油导致的其他安全及经济损失;再如石家庄卷烟厂使用ABB Ability™智能传感器避免了宕机,保证了烟厂的顺利生产……

作为ABB的供应商,桂花网把握了工业物联网行业先机,由于其在蓝牙物联网设备上的优秀表现,也促成不断有类似世界著名电机制造商WEG集团这样的企业来和桂花网进行合作。

蓝牙路由器与智能传感

ABB Ability™平台已成功落地中国,越来越多的数字化解决方案正广泛应用于工业领域,帮助用户改善设备运行状况,提升生产效率和创新能力。

记者在近日举办的中国风机互联网产业平台发布现场,就见到了通用风机行业使用传感器将风机设备的数据信息传输到电脑端,并进行实时监测的试验。进行测试的健龙机械工业有限公司总工程师张义云告诉记者,传感器对风机设备进行监控和调节,然后通过传输设备将信息传给物联网风机管理平台。

张义云的另一个身份是西安交通大学教授。他认为,物联网风机管理平台对风机行业来说还是个新鲜事,现在刚刚开始被一些企业了解。但是,机组通过加装“风机在线智能监控系统”,可以有针对性地对风机轴承温度、机组振动、润滑油位等运行状况的数据进行实时采集分析,对异常情况及时报警,实现了机组运行的智能化管理,提高了风机运行可靠性,减少了人工巡检,降低了用户管理成本。

而这对于未来企业精细化发展是非常重要的,他表示,通过设备监测收集到的数据,他和一些研发人员已经自主研发了可以替代部分现有离心通风机的新的系列型谱和机型。应用新的系列型谱后,通风机的效率普遍可提高2%~5%,绝大部分风机在使用过程中轴功率比老机型低,最高节电达5%左右。

对中国的工业企业来讲,对设备进行条件监控和预测性维护已经成为一种趋势。而有了与ABB和WEG合作的成功例子,未来桂花网在国内外市场上的发展前景可以想见。对于这一点,赵福勇非常肯定:“这已经成为桂花网的工业物联网应用的一张名片。我们会沿着这条路坚定不移地走下去,与客户和合作伙伴密切配合,为早日实现工业互联,万物互联添砖加瓦。”

 
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