由于物联网应用场景十分复杂,因此物联网采用的接入网通常是异构的。例如,有些设备通过有线以太网接入,有些设备通过无线以太网(Wi-Fi)接入,有些设备通过移动通信网5G或NB-IoT接入,有些设备通过ZigBee或蓝牙网络接入,有些设备通过近场通信NFC技术接入。采用不同通信协议的异构接入网必须通过网关(gateway)来互连。网关起到协议变换的作用,用于屏蔽低层通信协议间的差异。
在ITU Y.2067的“物联网应用中网关的通用要求和能力”中,对物联网网关提出了三点需求:
● 网关支持大量的设备接入,能够支持设备间的相互通信,以及通过互联网或企业网与物联网通信;
● 网关支持局域网与广域网的联网,包括局域网中的以太网或Wi-Fi,以及互联网、广域企业网接入中的蜂窝移动通信网、数字用户线ADSL和光纤接入;
● 网关支持物联网应用、网络管理与网络安全功能。
显然前两个需求要求网关实现不同协议之间的转换,而第三个需求要求网关实现物联网代理(Proxy)的功能。图1-6给出了物联网中设备之间通信方式的类型。
图1-6 物联网中设备之间通信方式的类型
第一种设备之间通信需要通过网关。例如,传感器通过NFC接入网关,网关通过Wi-Fi网络接入管理服务器,那么在管理服务器向传感器发出指令时,就需要通过网关进行协议转换。
第二种设备之间通信无须通过网关。例如,两个设备都通过Wi-Fi接入,那么它们之间就可以直接通信。
第三种是设备属于同一物理网络,它们之间可以直接通信。
图1-6中物理世界的一个物理物体可以映射到信息世界的一个或多个虚拟物体,实际上,这是将数据存储到数据库或其他数据结构的过程,之后物联网将对数据库或其他数据结构中的元素进行处理。