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使用网关克服低功耗无线局域网到物联网的桥接挑战
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2022-11-25
张国厚
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许多低功耗无线接口和协议（例如低功耗蓝牙、ZigBee、Thread 等）在智能家居和智能工业传感器网格应用中很受欢迎。然而，正如开发人员发现的那样，这些 RF 协议是在物联网 (IoT) 成为现实之前设计的，因此通常缺乏与互联网协议 (IP) IPv4 和 IPv6 的互操作性，这使得将设计连接到物联网以实现智能传感、自动化和控制。许多低功耗无线接口和协议（例如低功耗蓝牙、ZigBee、Thread 等）在智能家居和智能工业传感器网格应用中很受欢迎。然而，正如开发人员发现的那样，这些 RF 协议是在物联网 (IoT) 成为现实之前设计的，因此通常缺乏与互联网协议 (IP) IPv4 和 IPv6 的互操作性，这使得将设计连接到物联网以实现智能传感、自动化和控制。有多种方法可以解决此 IP 互操作性问题，例如转换数据包或使用与 IP 兼容的无线接口。第一个选项效率低下，第二个选项将设计师的选择范围缩小到 Wi-Fi。有多种方法可以解决此 IP 互操作性问题，例如转换数据包或使用与 IP 兼容的无线接口。第一个选项效率低下，第二个选项将设计师的选择范围缩小到 Wi-Fi。本文将重点介绍第三种选择：物联网网关。它们用作网络聚合器，通常具有高级安全性和多个 I/O 回程选项。在介绍合适的解决方案以及如何充分利用它们之前，本文将描述它们的功能和特点。本文将重点介绍第三种选择：物联网网关。它们用作网络聚合器，通常具有高级安全性和多个 I/O 回程选项。在介绍合适的解决方案以及如何充分利用它们之前，本文将描述它们的功能和特点。物联网的无线选项物联网的无线选项尽管缺乏直接的 IP 互操作性，但许多流行的低功耗无线接口和协议具有良好的范围和吞吐量、与其他 2.4 GHz 技术共存以及网状网络支持等特点。（参见 Digi-Key 文章“尽管缺乏直接的 IP 互操作性，但许多流行的低功耗无线接口和协议具有良好的范围和吞吐量、与其他 2.4 GHz 技术共存以及网状网络支持等特点。（参见 Digi-Key 文章“比较低功耗无线技术比较低功耗无线技术”。）”。）双向无线连接允许用户远程监控和控制系统，同时使来自过程的数据能够通过强大的基于云的算法进行分析，例如优化性能、节约能源或提高生产率。双向无线连接允许用户远程监控和控制系统，同时使来自过程的数据能够通过强大的基于云的算法进行分析，例如优化性能、节约能源或提高生产率。如前所述，可通过三种方式克服低功耗无线协议缺乏 IP 互操作性的问题。第一种是选择具有网络适配层的协议，该协议“转换”数据包，以便它们可以在 IPv6 网络上传输。一些制造商提供低功耗蓝牙、ZigBee、Thread 和其他 RF 协议“堆栈”，这些协议“堆栈”在低功耗无线个域网 (6LoWPAN) 传输层上集成了 IPv6。通常，此类堆栈运行良好，但除了在每个节点需要更多的处理器资源和功耗外，实施起来也更复杂。如前所述，可通过三种方式克服低功耗无线协议缺乏 IP 互操作性的问题。第一种是选择具有网络适配层的协议，该协议“转换”数据包，以便它们可以在 IPv6 网络上传输。一些制造商提供低功耗蓝牙、ZigBee、Thread 和其他 RF 协议“堆栈”，这些协议“堆栈”在低功耗无线个域网 (6LoWPAN) 传输层上集成了 IPv6。通常，此类堆栈运行良好，但除了在每个节点需要更多的处理器资源和功耗外，实施起来也更复杂。第二种选择是使用具有本地 IP 支持的无线协议。Wi-Fi 或许是最好的例子。严格来说，Wi-Fi 仅定义堆栈的物理 (PHY)、媒体访问控制 (MAC) 和逻辑链路控制 (LLC) 层。然而，由于 Wi-Fi 在互联网连接方面的普遍性，供应商通常会提供基于 Wi-Fi 较低层的完整 TCP/IP 堆栈。权衡是 Wi-Fi 节点比竞争性无线技术更大、更昂贵并且需要更多功率，因此并不适合所有应用。第二种选择是使用具有本地 IP 支持的无线协议。Wi-Fi 或许是最好的例子。严格来说，Wi-Fi 仅定义堆栈的物理 (PHY)、媒体访问控制 (MAC) 和逻辑链路控制 (LLC) 层。
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