一、网关是什么?
网关,实质上就是一台嵌入式“黑盒子”计算机,相对常规的台式机或服务器而言,资源较少、性能较差,存储能力弱、无人机交互,但完成其本职工作(协议转换)是足够的。
吉斯凯达的各类网关,都是基于吉斯凯达公司自研的嵌入式工业控制计算机硬件平台(包括全国产化自主可控的龙芯/飞腾等架构),除特殊需要外。一般不配置大容量SSD存储和HMI交互功能。
吉斯凯达公司的网关命名规则如下:
二、工业网关与互联网网关有何不同?
工业控制网关(Industrial Gateway),是套用互联网行业对完成不同传输协议的解析/组包、及路由交换设备的定义而约定俗成的名字,实际上,工业控制网关和互联网网关,差别相当大,甚至可以说是完全不同的两类产品。
与互联网网关主要解决各种国际标准通信协议的互联与转换不同,因为工业现场大量运行主设备不可能因为自动化或者信息化项目的实施而更换(原有的通信协议也就无法更换成新的标准协议),所以工业控制网关最核心的功能,就是实现大量历史遗留的、行业相关的、多种电气接口的设备的互联与协议转换。
事实上,早在互联网兴起之前,工业控制领域(电力、石油石化等行业SCADA系统)就有同样的功能设备。不同的行业,不同的时期,对协议解析和路由功能设备的称谓各有不同,如前置机(Front End Computer)、协议转换器(Protocol Converter)、通信服务器(Communication Server )、通信管理机(Communicaiton Manager)、融合终端(Fusion Terminal)等,但功能类似。
三、透明传输与非透明传输
协议转换的实现方式,分为“透明传输”和“非透明传输”两种。“透明传输”模式的网关设备只负责不同电气接口的转换,实际的协议解析/组包工作,是“透明传输”的上层计算机实现的,成本相对较低;而“非透明传输”模式的网关,则可以直接解析、处理、重组南向和北向协议,具有一定的“边缘计算”能力。随着网关设备性能和资源的快速提高以及价格的降低,能够发挥“边缘计算”能力的“非透明传输”模式网关——逐渐成为主流。
四、常规网关、智能网关、边缘计算智能网关
网关关具备协议解析/组包的功能后,在工业现场(尤其是无人值守现场)中整合视频监控信号、产生各种逻辑联动的需求就成为产品升级的方向,这种数据协议功能+视频协议功能一体化整合的网关,可以称为智能网关。
智能网关在完成上述功能外,仍有强大的算力支持行业的各种优化算法和联动功能(即支持边缘侧计算)时,可以称之为边缘计算智能网关。
五、网关的发展趋势
网关,不会局限于上述应用,随着嵌入式系统的飞速发展,传统意义上的Wintel工控机,也会因为功耗大使用成本高、有风扇稳定性和可靠性差、采用Windows系统安全性存在隐患等原因,逐步被取代;而原先建立在Wintel工控机上的相关应用(如SCADA系统或组态软件),也必然在嵌入式系统(网关)中得到新生。
嵌入式系统硬件的飞速发展及相关嵌入式工业软件的逐步成熟,作为工业现场南北向数据的汇聚节点,网关能够扮演更重要的角色。当然,此时,这个边缘计算设备将不再称为“网关”,而应该称为”嵌入式工业控制计算机集成应用平台“,或者是”工业控制器“。
随着全国产化自主可控(信创)需求的快速发展,建立在国产CPU(龙芯/飞腾/鲲鹏等)上的网关应用,将会受到用户越来越多的关注和欢迎。