物聯網網關是將傳感器、物聯網模塊和智能設備連接到云端的物理設備或虛擬平臺。網關充當無線訪問門戶，使物聯網設備能夠訪問互聯網。從表面上看，它可能聽起來像一個簡單的路由器，可以實現不同協議和設備之間的通信。但物聯網網關是一種復雜的技術，它可以做更多的事情，特別是邊緣計算。
物聯網網關從任何給定物聯網生態系統中的許多連接設備和傳感器收集大量數據。
網關在將數據傳遞到云平臺之前對其進行預處理，在云平臺上完成將數據轉換為有意義的智能的繁重工作。
物聯網網關還接收來自云端的信息，并將其發送回設備，以實現對現場設備的自主管理。
這意味著通過物聯網生態系統的所有信息——從物聯網設備到云，或反之亦然——都通過一個連接的物聯網網關。
與路由器不同，物聯網網關可以集成來自與各種網絡協議通信的設備的數據，包括蜂窩、Wi-Fi、LoRA、以太網、藍牙、ZigBee 等。
工業物聯網網關還提供比路由器更多的工業接口，包括 RS485、RS232、USB、I2C、SPI 或用于現場設備之間通信的數字 GPIO。
當需要使網關適應所需應用程序時，它們還提供可定制的應用程序固件。
物理物聯網網關專為具有挑戰性的工業環境而設計。
憑借堅固的外殼和長壽命的組件，它們可以承受最苛刻的環境，包括極端的溫度、振動和濕度。
物聯網網關架構的藝術與科學
要真正了解物聯網網關與路由器、傳感器和設備的不同之處，有助于檢查物聯網網關架構的復雜性：
設備層——物聯網網關硬件包括微處理器或控制器，具體取決于所需的處理速度和內存、連接模塊（蜂窩、Wi-Fi、藍牙等）、物聯網傳感器和電路。
操作系統——操作系統是在設備上運行網關硬件和其他程序的軟件。操作系統（如 Java、Linux、RTOS 等）的選擇取決于網關的應用程序。
硬件抽象——抽象層允許獨立于硬件開發和控制軟件。這增加了應用程序設計的靈活性和敏捷性，并使軟件更新和演變更容易。
傳感器和執行器驅動程序——該層用作設備與傳感器和模塊之間的接口。根據應用程序的需求集成特定的堆棧。
設備管理和配置——物聯網網關需要跟蹤與之通信的所有連接設備和傳感器。該層在其生態系統中跟蹤和管理傳感器的配置、設置、屬性和連接的設備。
安全性——安全性是網關架構中的一個重要考慮因素。該層確保網關具有受信任的身份、強加密和加密身份驗證方案。它提供安全啟動以保護設備免受入侵并確保數據完整性和機密性。
固件無線更新——保持設備固件更新并啟用安全補丁和修復以抵御不斷演變的威脅對于保持設備完整性至關重要。該層可確保安全有效地管理無線固件 ( FOTA ) 更新，以保護設備內存、電源和網絡帶寬。
通信協議——物聯網網關協議是根據與云通信的數據量和頻率來選擇的。網關需要通過蜂窩模塊（5G /4G/3G）、以太網和/或 Wi-Fi 進行連接，但底層通信協議層通常是 TCP IP 協議。
數據管理——物聯網網關管理來自傳感器和連接設備的數據以及來自云的數據。數據管理層控制流式傳輸、過濾和數據存儲，并提供數據流量控制以最大限度地減少延遲并確保設備保真度。
云連接管理器- 該層負責與云平臺和設備以及云身份驗證的無縫、安全連接。
定制軟件應用程序——物聯網網關集成定制軟件來管理特定的應用程序需求。該層與所有其他層交互，以高效、安全和高效地管理特定于 IoT 應用程序的數據需求。
網關數據傳輸——該層使用 5G/4G/3G/GPRS 調制解調器或物聯網模塊、以太網或 Wi-Fi 控制網關與互聯網的連接。它還分析和確定哪些數據需要傳送到云端，哪些數據應該緩存以供離線處理，以節省處理能力和數據計劃費用。