物聯網網關（IoT Gateway）是連接物聯網設備（如傳感器、執行器、智能終端）與云端或本地服務器的關鍵中間設備，負責協議轉換、數據聚合、邊緣計算和安全管理，是物聯網系統的“橋梁”和“智能樞紐”。
1. 物聯網網關的核心作用
物聯網設備通常使用不同的通信協議（如Zigbee、LoRa、Modbus等），而云端平臺通常采用標準協議（如HTTP、MQTT）。網關的核心任務是解決設備與平臺之間兼容性問題，主要功能包括：
1）協議轉換
將不同設備協議（如藍牙、Zigbee、RS-485）轉換為云端支持的協議（如MQTT、HTTP）。
2）數據預處理
對傳感器數據進行過濾、壓縮、加密，減少網絡傳輸負擔。
3）邊緣計算（Edge Computing）
在本地執行簡單計算（如異常檢測、數據聚合），降低云端負載和延遲。
4）安全防護
提供設備認證、數據加密、訪問控制，防止非法入侵和數據泄露。
5）設備管理
支持遠程配置、固件升級（OTA）、故障診斷等。
2. 物聯網網關的典型架構
一個典型的物聯網網關通常包含以下組件：
1）通信模塊
支持Wi-Fi、4G/5G、以太網、LoRa、Zigbee等不同通信方式。
2）協議棧
內置多種協議轉換能力（如Modbus→MQTT、CoAP→HTTP）。
3）計算單元
運行輕量級操作系統（如Linux、RTOS），支持邊緣計算。
4）存儲模塊
緩存臨時數據，確保網絡中斷時數據不丟失。
5）安全模塊
提供TLS/SSL加密、防火墻、設備身份認證等功能。
3. 關鍵技術特性
1）多協議支持：兼容有線（以太網）和無線（Wi-Fi、4G/5G、LPWAN）通信。
2）低延遲處理：本地決策減少云端依賴，適合實時性要求高的場景。
3）遠程管理：支持OTA（空中升級）更新固件或配置。
4. 物聯網網關的應用場景
1）工業物聯網（IIoT）
連接工廠設備（PLC、傳感器），實現數據采集和遠程監控。支持Modbus、PROFINET等工業協議轉換。
2）智能家居
集成Zigbee、藍牙設備（如智能燈泡、門鎖），通過Wi-Fi連接云端（如阿里云、AWS IoT）。
3）智慧城市
管理路燈、環境監測傳感器，優化能源使用和交通調度。
4）農業物聯網
采集土壤溫濕度數據，通過NB-IoT/LoRa上傳至云端，實現精準灌溉。
物聯網網關是物聯網架構的“神經中樞”，解決了設備異構性、數據碎片化和安全問題，是規模化物聯網部署的必備組件。隨著邊緣計算和5G技術的發展，網關正朝著更智能、高集成的方向演進。
