? ? ? ? ? 采用環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的原因有很多，通過環(huán)境監(jiān)測和調(diào)節(jié)可以營造舒適的溫度和照明環(huán)境，同時也有利于節(jié)能。
? ? ? ? ? 常見的環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用之一是高層建筑中的建筑暖通及空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)。
? ? ? ? ? 電力成本的上漲是使得建筑能源管理系統(tǒng)（EMS）大受歡迎。
? ? ? ? ? 如今，大多數(shù)商業(yè)建筑和工廠都開始通過人工智能（AI）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）解決方案管理建筑暖通及空調(diào)系統(tǒng)（HVAC），從而在不犧牲舒適環(huán)境的前提下，節(jié)省運(yùn)營開支，提高能源管理效率。? ? ? ? ? 傳感器，物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)關(guān)，邊緣計(jì)算控制平臺等硬件組成了建筑能源管理系統(tǒng)的框架。這些硬件組成的系統(tǒng)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，數(shù)據(jù)處理和多協(xié)議通信接口整合，使得建筑內(nèi)不同系統(tǒng)有機(jī)融合成一套生態(tài)系統(tǒng)。
?
? ? ? ? ? 由于HVAC應(yīng)用十分復(fù)雜，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)部署位置的環(huán)境條件可能極端惡劣。
? ? ? ? ? 例如，用于HVAC的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可能會被安裝在地下室或者靠近辦公樓鍋爐的位置。這些位置的環(huán)境通常十分惡劣，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)需要能夠在50℃至60℃的高溫環(huán)境內(nèi)每天24小時、一年365天持續(xù)運(yùn)行。? ? ? ? ? 當(dāng)然，能夠滿足這樣極端環(huán)境需求的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，自然就意味著它擁有著強(qiáng)固和可靠性。這種強(qiáng)固和可靠的特性也能夠?yàn)橐恍╇m然環(huán)境條件尚可、但系統(tǒng)所在位置難以進(jìn)行維護(hù)的情況所適用。例如放置在高層建筑的屋頂采集水箱數(shù)據(jù)，或者在電梯井內(nèi)監(jiān)測壓力等。
? ? ? ? ? 以高層建筑中電梯井的熱能/壓力監(jiān)測和調(diào)節(jié)為例。
? ? ? ? ? 傳統(tǒng)的做法和預(yù)測控制是利用虛擬傳感器，這在一般情況下是足夠應(yīng)對的。但是，作為高層建筑樓的關(guān)鍵系統(tǒng)，電梯井內(nèi)可能放置了數(shù)百個傳感器，虛擬傳感器通常無法用于進(jìn)行實(shí)時計(jì)算。? ? ? ? ? 為了收集電梯井內(nèi)從上到下完整的壓力和溫度情況，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的位置需要配合電梯井內(nèi)數(shù)百個傳感器的位置分布策略放置。通過同時監(jiān)測和控制所有傳感器的實(shí)時數(shù)據(jù)，管理和運(yùn)行將會變得靈活和? ? ? ? ? 部署在電梯井內(nèi)的傳感器將能夠繪制出電梯井的實(shí)時3D模型，并將模型的值輸出到人機(jī)界面（HMI）儀表板以顯示詳細(xì)信息，例如某一特定區(qū)域或特定樓層的壓力等。
? ? ? ? ? 對電梯井壓力監(jiān)測的目的是為了實(shí)現(xiàn)“煙囪效應(yīng)”，即熱空氣的浮力會產(chǎn)生向上移動的氣流。
? ? ? ? ??多余的熱量可以被引導(dǎo)至較冷的辦公室樓層，為寒冷季節(jié)提供自然的供暖通風(fēng)。? ? ? ? ??在炎熱的季節(jié)，熱氣流會導(dǎo)致電梯故障、熱能負(fù)載過大，可能存在火災(zāi)隱患。因此，能夠?qū)Ω邔愚k公樓電梯井內(nèi)的壓力進(jìn)行24/7全天候?qū)崟r監(jiān)測和自動調(diào)節(jié)是大有益處的。
? ? ? ? ? 除了以上的特定應(yīng)用外，在普通物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用中，雖然部署的環(huán)境相對簡單友好，但維修費(fèi)用和維修時間也是巨大的成本。因此，強(qiáng)固性和可靠性無疑是工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)具備的特性。
? ? ? ? ? 用于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)
? ? ? ? ? 可見，為了能合理管理一幢現(xiàn)代化的高層辦公樓，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠監(jiān)測和收集環(huán)境數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)采集）> 處理和消化收集的數(shù)據(jù) > 對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析過濾和分類 > 基于云應(yīng)用的數(shù)據(jù)分析，并提供實(shí)用且可行的建設(shè)性商業(yè)決策。
? ? ? ? ??用戶可以通過設(shè)置傳感器來收集所有可量化的數(shù)據(jù)，包含噪音聲壓級，照明，溫度，濕度，空氣顆粒，建筑OT系統(tǒng)（控制系統(tǒng)）——如水，電，安保等。
? ? ? ? ??數(shù)據(jù)的整合和轉(zhuǎn)換可以生成十分有價值的數(shù)據(jù)，用以幫助提高大樓整體的運(yùn)作效率。? ? ? ? ??總的來說，使用的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)對整幢建筑的環(huán)境狀況掌握就會準(zhǔn)確，因此也能以低電量（成本）高效地運(yùn)營建筑大樓。
工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的基本要素
? ? ? ? ??由于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)經(jīng)常被放置在需要探測極端環(huán)境的傳感器附近24/7全天候處于極端環(huán)境內(nèi)，能夠在苛刻環(huán)境中運(yùn)行是幾乎所有工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的必備要素。
? ? ? ? ??在那些很難觸及的位置，供電點(diǎn)的配電網(wǎng)絡(luò)往往很有限，能夠接受各種范圍的工業(yè)電源在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的部署中起著重要作用。因此，支持寬范圍電源輸入或其它形式電源（如PoE）的能力使得設(shè)備的部署更方便可行。
? ?宸曜IGT系列采用高效的散熱設(shè)計(jì)，能夠在-25℃至70℃的嚴(yán)苛環(huán)境中滿負(fù)載運(yùn)行。
? ?同時支持12~25V寬范圍直流輸入和802.3at?PoE+供電。
? ? ? ? ??實(shí)時數(shù)據(jù)的采集對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)至關(guān)重要。通過不同的數(shù)據(jù)采集通道，如數(shù)字/模擬量，以太網(wǎng)（Modbus, MQTT, TCP等）和串口連接，可以從傳感器或系統(tǒng)中采集到不同來源的數(shù)據(jù)。
? ? ? ? ??宸曜IGT系列配備了工業(yè)專用的數(shù)據(jù)采集通道，可支持0~10V或4~20mA輸出的大多數(shù)工業(yè)級模擬量通道。許多市售的微處理器都內(nèi)置了模擬量輸入通道，然而它們僅支持0~3.3V，并不在大多數(shù)工業(yè)傳感器的輸出范圍內(nèi)。宸曜IGT系列支持各種數(shù)據(jù)采集通道以連接和獲取原位傳感器和OT設(shè)備的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)連接
? ? ? ? ??OT和IT設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸是十分重要的，IT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析具有“因果關(guān)系”作用，它直接關(guān)系到現(xiàn)場OT系統(tǒng)的優(yōu)化。
? ? ? ? ??通過數(shù)據(jù)連接，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將從現(xiàn)場采集的OT數(shù)據(jù)傳送至IT數(shù)據(jù)系統(tǒng)。理想的數(shù)據(jù)連接是對連接進(jìn)行現(xiàn)場測試并通過（電信運(yùn)營商的）預(yù)認(rèn)證，這樣才能保障在測試場外的地點(diǎn)部署設(shè)備時數(shù)據(jù)能夠進(jìn)行連接（4G/ LTE接收，WIFI信號兼容等）。
? ? ? ? ??宸曜IGT系列為用戶提供數(shù)據(jù)連接解決方案，以實(shí)現(xiàn)從邊緣設(shè)備到云的可靠連接，包括：微軟Azure IoT，AWS IoT Greengrass和博世物聯(lián)網(wǎng)套件（Bosch IoT Suite）。
? ? ? ? ??同時，6類LTE模塊和工業(yè)級物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)已通過認(rèn)證，可在AT＆T和Verizon網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)LTE連接。
邊緣計(jì)算和數(shù)據(jù)加密
? ? ? ? ??采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后會被分為兩種類型，一種是能夠在現(xiàn)場（邊緣端）直接處理的數(shù)據(jù)，另一種是需要被加密后傳送至云端進(jìn)行分析的數(shù)據(jù)。
? ? ? ? ??擁有邊緣計(jì)算能力的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)對于現(xiàn)場能夠直接處理的數(shù)據(jù)，可以對現(xiàn)場事件立即采取行動/做出反應(yīng)。于此同時，對于需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以降低數(shù)據(jù)安全的風(fēng)險。
? ? ? ? ??最后，加密數(shù)據(jù)被上傳至云端應(yīng)用進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對海量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和提取，并將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在儀表板上，通過一個關(guān)鍵的人機(jī)界面顯示傳感器/OT系統(tǒng)的讀數(shù)和狀態(tài)，并為您管理和調(diào)整工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)提供有建設(shè)性的商業(yè)決策。
? ? ? ? ??宸曜IGT系列預(yù)裝了Debian作業(yè)系統(tǒng)，支持諸如Python，Node-RED之類的軟件包以及諸如MQTT，Modbus，SocketCAN等第三方庫。
