デバイスとクラウドプラットフォームが通信するには、まずデバイスがネットワーク化できることを確認する必要があります。つまり、デバイスをインターネットに接続することです。デバイスの直接接続とゲートウェイ経由の両方です。
以下では、デバイスが一般的に使用する接続方法をいくつか紹介します。
WiFi
WiFiチップまたはモジュールを介して、デバイスはWiFiホットスポット（AP）にアクセスできます。後者は通常、インターネットまたはプライベートネットワークにアクセスできるルーターであり、デバイスはTCP/IPプロトコルとクラウドプラットフォームを直接使用して通信を確立できます。
WiFiと以下のネットワーク方法は、デバイスとクラウドプラットフォームのための通信パイプラインを確立するリンク層通信プロトコルであり、パイプ上のデータ通信プロトコル、すなわち後述するアクセスプロトコルには、さまざまなオプションがあることは注目に値する。 MQTT 、 HTTP 、 TCP 以下で紹介します。
イーサネット（イーサネット）
イーサネット経由でインターネットにアクセスする方法は、従来のPCコンピュータがネットワークケーブルアクセスルータを介してインターネットにアクセスするのと同じように、一般的です。イーサネットは、10M/100M/1000Mの転送速度をサポートし、IPルーティングを介したネットワーク相互運用を実現します。最終的なレートは、リンク全体の中で最も遅いスイッチングノードによって制限されます。
一部の産業シナリオやスマートビルディングでは、デバイスはイーサネットをより多く使用します。
携帯電話ネットワーク
携帯電話ネットワークは事業者によって提供され、機器は統合通信モジュールを介して対応するネットワークを使用します。現在、中国では主に以下の携帯電話ネットワークが使用されている。
2G/3G
2 G/3 Gは比較的低速なデータサービスネットワークであり、モジュールコストも比較的低く、データ量が少ないシナリオで使用されます。4 Gの普及により、2 G/3 Gは将来的にネットワークから離れる瞬間を迎えるため、機器の選択は耐用年数の要件を考慮する必要があります。
4G
4 Gは現在、より広く使用されているセルラーネットワークであり、高帯域幅データ通信を提供することができるCAT-4規格に加えて、モノのインターネットに適したCAT-1規格があり、コストは比較的低く、速度と信頼性は2 G/3 Gをリードしており、ほとんどのデバイスのネットワークのためのより多くの選択肢です。
5G
5 Gは、高速、低遅延、高接続密度などの利点を有しており、産業用モノのインターネットやインテリジェントトラフィックなどのいくつかのシナリオでの多数のデバイスノードのリアルタイム通信に特に適しています。
NB-IoT
NB-IoTは、既存のセルラーネットワークに基づいて事業者によって提供される狭帯域インターネットであり、通信、モバイル、ユニコムなどの国内事業者は、NB-IoTネットワークサービスを提供します。
NB-IoTの広いカバレッジ、低伝送速度、低エネルギー消費は、インテリジェントメーター読み取り、屋外データ収集などの小データ、非リアルタイム通信、低消費電力シナリオに最適です。
ゲートウェイ経由で
上記のネットワーク方法のいくつかは、デバイス自体が直接ネットワークを実現できるように、デバイスに通信モジュールを統合することです。さらに、デバイスはゲートウェイ経由でクラウドプラットフォームにアクセスすることもできます。
ゲートウェイの概念は比較的広く、大まかに言えば、その目的はデータをパッケージ化して転送し、あるデータカプセル化フォーマットを別のデータカプセル化フォーマットに変え、さまざまな通信パイプラインを介してデータを移動させることです。したがって、ゲートウェイは本質的に“転送”機能です。
モノのインターネットでは、ゲートウェイの役割は、クラウドプラットフォームに直接接続できないデバイスを、ゲートウェイトランスポートを通じてクラウドプラットフォームに接続することです。ゲートウェイの役割は、データ転送とプロトコル変換です。
通信中継の役割に加えて、ゲートウェイはもう一つの非常に重要な役割を果たしています。それは、機器の保守管理、リンケージ制御、データキャッシュなどを含む、ビジネス層のエッジコンピューティングです。
これらの機能を実現するハードウェアまたはソフトウェアはゲートウェイと呼ばれます。
ゲートウェイに接続されているデバイスは、サブデバイスとも呼ばれます。では、サブデバイスとゲートウェイの接続方法と通信プロトコルは何でしょうか？接続方法は非常に多く、UART、USB、I2 C、SPI、RS 485、RS 232、CAN、PROFIBUS、イーサネット、各種産業用プロトコルなど、WiFi、Bluetooth、Zigbee、Lora、その他の無線通信などを含む無線方式が含まれます。
これらはすべてリンク層通信プロトコルであり、メッセージパケットのデータフォーマットとそれらが意味するものを知る必要があります。Modbus、BACnet、およびいくつかの産業グレードの国家規格プロトコルなどのアプリケーション層通信プロトコルも必要です。
ゲートウェイとクラウドプラットフォームのネットワーク方法も、上記のいくつかのネットワーク方法に適用されます。
したがって、産業用データ収集用のRS 485/Modbusサブデバイスをサポートする4 Gゲートウェイ、スマートホーム環境監視用のZigbeeサブデバイスをサポートするWiFiゲートウェイなど、いくつかの特定のプロトコルをサポートするゲートウェイがあります。
Modbus IoTクラウドプラットフォームとパートナーは、さまざまなプロトコルをサポートするゲートウェイハードウェアとソフトウェアを開発者に提供し、業界ソリューションを完全にサポートします。
DTUによる
DTUはData Transfer Unitの略で、データ転送ユニットの略です。実際、DTUは典型的なゲートウェイ製品であり、ユーザー指向の高速設定機能が特徴であり、一部のDTUはプログラマブルをサポートしています。DTUは、より多くのIoTシナリオに適用され、すぐに使えるハードウェアゲートウェイになります。
DTUはまた、前述のいくつかの一般的なネットワーク方法を使用しており、DTUとクラウドプラットフォームのアクセス方法は一般的です。 MQTT そして、 TCPここでのTCP 方式は、より透過的な方式を採用しています。つまり、DTUはサブデバイスから送信されたメッセージをサービス層の処理なしに直接TCP/IPメッセージパケットにカプセル化してクラウドプラットフォームに転送し、クラウドプラットフォームによって発行されたデータパケットもリンクプロトコル層の処理を経てサブデバイスに転送します。
DTUを介してModbus IoTクラウドプラットフォームにアクセスする場合、プログラミングの知識は必要なく、設定インターフェイスに基づいてクラウドプラットフォームのアクセスパラメータとサブデバイスとの通信パラメータを設定します。
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