ARTICLE
28 July 2025

工业物联网边缘计算网关硬件系统优化设计研究

国锋 沈1 国祥 汤1
Show Less
1 中国电信股份有限公司杭州萧山区分公司, 中国
TACS 2025 , 2(14), 144–147; https://doi.org/10.61369/TACS.2025140011
© 2025 by the Author(s). Licensee Art and Technology, USA. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution -Noncommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) ( https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ )
Abstract

工业物联网边缘计算网关是连接现场感知层、控制层与平台层的重要基础设备,在设备接入、协议转换、边缘计算、数据预处理与远程协同等方面发挥着关键作用。随着工业现场数据规模不断扩大、设备类型持续增多以及实时处理需求日益增强,传统工业物联网网关在接口兼容性、计算协同性、供电稳定性、连续运行能力与抗干扰性能等方面逐渐暴露出一定局限,难以充分满足复杂工业场景下多源异构数据接入与边缘智能处理的实际需求。为提升工业物联网边缘计算网关的工程适用性与系统可靠性,本文围绕其硬件系统组成及典型运行环境,分析当前网关在接口扩展、边缘处理、功耗控制、热管理与工业防护等方面存在的问题,并从多接口接入与隔离、主控与协处理器协同、电源与散热系统、存储与通信模块、抗干扰与可靠性设计等方面提出系统化优化思路。研究表明,围绕工业现场应用特征开展硬件系统优化设计,有助于提升边缘计算网关的数据接入能力、实时处理能力、长期稳定运行能力及复杂环境适应能力,可为工业物联网边缘基础设施建设提供有益参考。

Keywords
工业物联网
边缘计算网关
硬件系统
优化设计
工业通信
References

[1] 武丽英, 沈林涛. 工业物联网网关设计[J]. 自动化仪表, 2020, 41(9): 51-53,58.
[2] 栾燕, 张娟娟, 张健. 工业网关分类及关键指标分析[J]. 自动化仪表, 2020, 41(7): 93-97.
[3] 张帅, 郑金龙, 李猛, 李岳炀. 一种基于嵌入式处理器的多协议网关设计[J]. 电子制作, 2022(7): 13-17.
[4] 孙常青, 郑富全, 胡代荣, 周广旭, 许兆霞. 基于云的工业物联网网关设计与实现[J]. 信息技术与信息化, 2020(12): 166-168,172.
[5] 郭家伊. 基于边缘计算的工业物联网容器管理引擎设计[J]. 计算机时代, 2021(7): 38-41,45.
[6] 于海飞, 张爱军. 基于MQTT 的多协议物联网网关设计与实现[J]. 国外电子测量技术, 2019, 38(11): 45-51.
[7] 郑美芳, 余波, 魏海生, 潘加琴. CAN 总线和以太网间的网关设计与实现[J]. 中国管理信息化, 2021, 24(10): 213-214.
[8] 施永贵. 可配置物联网网关设计与实现[J]. 物联网技术, 2022, 12(6): 51-54.
[9] 游小荣, 顾剑柳, 邓丰. 工业互联网环境下边缘计算网关软件设计与实现[J]. 信息技术与信息化, 2022(1): 29-32.

Share
Back to top