物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)

網(wǎng)關(guān)連接兩個(gè)不同的網(wǎng)絡(luò)，以便數(shù)據(jù)可以在它們之間流動(dòng)。通常，這是專有網(wǎng)絡(luò)和Internet之間的連接。

例如，在家庭自動(dòng)化中，不同的公用事業(yè)公司可能會(huì)在您的房屋中安裝各種各樣的IoT設(shè)備，每個(gè)設(shè)備都有自己的網(wǎng)關(guān)。這些可以包括電力或天然氣，水，電話，互聯(lián)網(wǎng)，有線/衛(wèi)星，警報(bào)系統(tǒng)，醫(yī)療設(shè)備等。這些網(wǎng)關(guān)中的某些可能需要其他功能，例如本地存儲(chǔ)或用戶界面。

民用網(wǎng)際網(wǎng)路與裝置網(wǎng)際網(wǎng)路

毫不奇怪，人們和嵌入式設(shè)備使用Internet的方式非常不同。

人們主要通過萬維網(wǎng)來使用Internet，這是在Internet上運(yùn)行的一組應(yīng)用程序。當(dāng)然，Web并不是Internet的整個(gè)人機(jī)界面。我們還使用電子郵件，短信，移動(dòng)應(yīng)用程序和一系列社交媒體工具。

相比之下，在物聯(lián)網(wǎng)中，自主電子設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)彼此交換信息。但是這些設(shè)備尚不具備與Web瀏覽器和社交媒體等效的機(jī)器。我們正處于開發(fā)這些新工具和服務(wù)的開始。

TCP / IP協(xié)議棧

TCP / IP協(xié)議棧是Internet的核心?？梢允褂肙SI七層參考模型來表示它，如下所示。前三層分組在一起，從而簡(jiǎn)化了模型。

物理和數(shù)據(jù)鏈路層

嵌入式系統(tǒng)使用的最常見的物理層協(xié)議是：

以太網(wǎng)（10、100、1G）

WiFi（802.11b，g，n）

帶有PPP的串行（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議）

GSM，3G，LTE，4G

網(wǎng)絡(luò)層

這就是互聯(lián)網(wǎng)的生存之所?；ヂ?lián)網(wǎng)（Inter-Network的縮寫）之所以這樣命名，是因?yàn)樗峁┝司W(wǎng)絡(luò)之間，物理層之間的連接。這是我們找到無處不在的IP地址的地方。

傳輸層

在網(wǎng)絡(luò)層上方，我們找到兩個(gè)傳輸協(xié)議TCP和UDP。

TCP用于我們與Web的大多數(shù)人類交互（電子郵件，Web瀏覽等）。因此，很多人認(rèn)為TCP應(yīng)該是傳輸層上唯一使用的協(xié)議。TCP提供了邏輯連接，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的確認(rèn)，丟失的數(shù)據(jù)包的重新傳輸以及流控制的概念。

但是對(duì)于嵌入式系統(tǒng)，TCP可能會(huì)顯得過大。這就是為什么即使UDP長(zhǎng)期以來一直僅限于DNS和DHCP等網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，現(xiàn)在卻在傳感器獲取和遠(yuǎn)程控制方面找到了新的家的原因。

UDP也更適合于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)用程序，例如語音和視頻。原因是TCP的數(shù)據(jù)包確認(rèn)和重傳功能對(duì)于這些應(yīng)用程序來說是無用的開銷。如果一條數(shù)據(jù)沒有及時(shí)到達(dá)目的地，則沒有必要重新傳輸數(shù)據(jù)包。它將不按順序到達(dá)并使消息混亂。

在設(shè)計(jì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備時(shí)，必須考慮如何將本地網(wǎng)絡(luò)連接到Internet。您可以通過網(wǎng)關(guān)執(zhí)行此操作，也可以將此功能內(nèi)置到設(shè)備本身中?，F(xiàn)在，許多MCU具有集成的以太網(wǎng)控制器，這使這項(xiàng)工作變得更加容易。