Beschaffung von IoT-Gateway-Geräten: Was ist das und wie funktioniert es?

Sofern Sie nicht wie Robinson Crusoe irgendwo auf einer einsamen Insel gelebt haben, haben Sie den Begriff „Internet der Dinge“ oder IoT sicher schon einmal gehört. Heutzutage haben IoT-Geräte und deren Nutzung still und leise Einzug in das Gesundheitswesen, das Bildungswesen, die Industrie und viele weitere Branchen gehalten. Mit der zunehmenden Verbreitung des IoT wird die Integration einer Vielzahl neuer und traditioneller IoT-Geräte in das komplexe IoT-Ökosystem zu einer großen Herausforderung. Dadurch steigt die Nachfrage nach IoT-Gateway-Geräten, die eine wesentliche Rolle bei der Aufrechterhaltung der Konnektivität von IoT-Geräten spielen.

Was ist ein IoT-Gateway?

Ein IoT-Gateway , das als Vermittler oder Brücke fungiert, ist ein physisches Gerät, das Endgeräte wie Beacons und Sensoren mit der Cloud verbindet. Der Begriff „Gateway“ ist weitgehend selbsterklärend; es dient als Sicherheitskontrollpunkt für den ein- und ausgehenden Datenverkehr und gewährleistet so eine zuverlässige und effiziente Kommunikation zwischen den IoT-Endgeräten und der Cloud.

Der gesamte Daten- und Informationsfluss zwischen Endgeräten und der Cloud läuft über IoT-Gateways. Der Datenfluss erfolgt primär in Richtung Cloud, kann aber bei Bedarf auch hin und her erfolgen. Das heißt, alle Daten von IoT-Geräten werden über Gateways aggregiert, verarbeitet und gefiltert, bevor sie an die Cloud gesendet werden. Ebenso werden Informationen oder Anweisungen, die das IoT-Gateway aus der Cloud empfängt, an das Endgerät übertragen.

Wie funktioniert ein IoT-Gateway-Gerät

IoT-Gateways vereinfachen die Kommunikation und Verwaltung von IoT-Geräten. Herkömmliche IoT-Gateways übernehmen mehrere wichtige Funktionen, darunter Gerätekonnektivität, Datenfilterung, Protokollübersetzung, Datenverwaltung, Sicherheit und Updates. Moderne IoT-Gateways ermöglichen komplexes Edge-Computing, was die Reaktionszeit und die Netzwerkübertragungskosten deutlich reduzieren kann.

Wenn Sie sich ein IoT-Ökosystem vorstellen, befindet sich ein Gateway genau zwischen verschiedenen Arten von IoT-Geräten und erleichtert deren Kommunikation mit der Cloud oder sogar einem zentralen Datensystem.

IoT-Gateways übersetzen Protokolle, um die Kommunikation herzustellen

Kommunikationsbrücken werden zwischen verteilten Endgeräten, IoT-Gateways und der Cloud aufgebaut. Zu den Kommunikationsmedien der ersten beiden zählen drahtlose Technologien mit kurzer Reichweite wie Bluetooth LE, Zigbee und WLAN sowie Technologien mit großer Reichweite wie LoRa, LTE und NB-IoT. Das IoT-Gateway überträgt die Daten und Informationen dann per WLAN oder Mobilfunk an die Cloud.

IoT-Gateway-Geräte können die Rohdaten von zahlreichen Touchpoints vorverarbeiten

Ein IoT-Gateway empfängt pro Sekunde große Datenmengen von verschiedenen angeschlossenen Geräten und Sensoren. Da massive IoT-Datenmengen die Cloud überlasten können, verarbeitet und filtert das IoT-Gateway die gesammelten Rohdaten, um das Datenvolumen zu reduzieren, bevor es sie an die Cloud-Plattformen weiterleitet. Die verarbeiteten Daten können für eine effizientere Datenverarbeitung in einzelne Standardprotokolle wie AMQP, DDS, CoAP, MQTT und WebSocket übersetzt werden.

Welche Vorteile bietet die Verwendung von IoT-Gateway-Geräten?

Da immer mehr Anbieter auf den Markt drängen, werden IoT-Gateways mit höheren Spezifikationen konfiguriert, um eine bessere Leistung zu erzielen und damit auch die Vorteile, die sie bieten. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Vorteile aufgeführt.

• Kommunikation zwischen Geräten und zwischen Geräten. Als zentraler Knotenpunkt ermöglicht ein IoT-Gateway nicht nur die Kommunikation mehrerer IoT-Geräte untereinander, sondern auch den Datenfluss zwischen Geräten und Cloud-Plattformen. Ohne IoT-Gateways ist es umständlich, dass diese intelligenten Geräte und Sensoren einzeln arbeiten und nicht miteinander kommunizieren können.
• Edge-Computing. Dies könnte ein wesentlicher Vorteil des IoT-Gateways sein. Durch die Vorverarbeitung der gesammelten Rohdaten vor der Übermittlung an die Cloud können fortschrittliche IoT-Gateways komplexe Berechnungen durchführen und so die Netzwerkreaktionszeit verkürzen.
• Hohe Energie- und Kosteneffizienz. IoT-Gateways verwalten Datenübertragungen, reduzieren den Bandbreitenverbrauch und die Latenz von IoT-Geräten und eignen sich daher ideal für den Einsatz in jedem IoT-Ökosystem. Die Kosteneinsparungen durch ein einzelnes IoT-Gateway sind zwar vernachlässigbar, beim Einsatz einer großen Anzahl von Gateways werden Sie jedoch eine deutliche Reduzierung feststellen.
• Minderung von Sicherheitsrisiken. Mit der explosionsartigen Zunahme an IoT-Geräten treten zunehmend Sicherheitsrisiken auf, weshalb Kommunikationsbrücken – IoT-Gateways – wichtiger denn je sind. IoT-Gateways sind erwartungsgemäß mit mehreren Sicherheitsoptionen ausgestattet, um eine zusätzliche Sicherheitsebene zwischen dem Internet und den Geräten zu gewährleisten.
• Langlebig und zuverlässig. Obwohl ein kommerzielles IoT-Gateway alle oben genannten Vorteile bietet, ist es nicht dasselbe wie ein industrielles IoT-Gateway. Der Unterschied besteht darin, dass IIoT-Gateways extrem rauen Industriebedingungen standhalten können. IIoT-Gateways werden in der Regel aus robusten Industriematerialien gefertigt, die langlebiger und zuverlässiger sind und so unterschiedlichen Temperaturen, Feuchtigkeit, Strahlung, Staub, Vibrationen und sogar Explosionen standhalten.

Beispiele aus der Praxis für IoT-Gateway-Anwendungen

IoT-Gateways können so vielfältig sein wie die Bedingungen, unter denen sie eingesetzt werden. Jedes Gateway benötigt unterschiedliche Protokolle, Verbindungsmethoden und Energieanforderungen, um unzählige verteilte IoT-Geräte und Sensoren miteinander zu verbinden. In den letzten Jahren haben IoT-Gateways zahlreiche Branchen maßgeblich unterstützt und vielfältige Geschäftsziele erreicht. Im Folgenden finden Sie einige Beispiele aus der Praxis, wie IoT-Gateway-Geräte eingesetzt werden können.

Smart Warehouse-Anwendungen

In einem Lager müssen zahlreiche Variablen überwacht und gesteuert werden, darunter Lagerbestände, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Gerätestandorte, Mitarbeiterbewegungen und vieles mehr. Um die Lagerabläufe und die Umgebung in Echtzeit zu beobachten und rechtzeitig Anpassungen vorzunehmen, wurden auf dem Lagergelände zahlreiche Beacons , Sensoren und Gateways installiert, um wertvolle Daten und Informationen zu erfassen.

Intelligenter Transport und Logistik

Anwendungen von IoT-Gateways im Fahrzeugbereich sind allgegenwärtig. Nutzfahrzeuge wie Lkw, Busse oder Lieferwagen profitieren erheblich von Fahrzeugnetzwerken. IoT-Geräte wie GPS-Tracker , Kraftstoffsensoren, Türsensoren , Temperaturlogger oder Ladungsüberwachungssysteme erfassen Informationen wie Fahrzeugstandort, Routeninformationen, Ladungsstatus und mehr. Das Gateway empfängt diese Daten und sendet sie zur Analyse in die Cloud. So können Nutzfahrzeuge ihre Lieferaufgaben effizienter erledigen. Einer unserer Kunden in Polen nutzt das Mobilfunk-Gateway MKGW4 zur Fahrzeugüberwachung.

Intelligente Lösungen für das Gesundheitswesen

Intelligente Steckdosen-Gateways könnten im Gesundheitswesen eine wichtige Rolle spielen. Diese Bluetooth-zu-WLAN-Gateways eignen sich zur Überwachung des Standorts von Patienten und Personal sowie wichtiger medizinischer Geräte. Sie unterstützen nicht nur das Patientenmanagement, sondern können auch zur Anwesenheitsverwaltung eingesetzt werden. Das MK110 plus Steckdosen-Gateway von MOKO wird beispielsweise für eine Notfallausweis-Lösung im Gesundheitswesen verwendet.

Unterschied zwischen einem Router und einem Gateway

Der Begriff Router wird oft mit IoT-Gateway verwechselt. Die Funktionalität von IoT-Gateways und Routern ähnelt sich zwar stark, doch IoT-Gateways leisten weit mehr. Beide fungieren autonom als Brücke und ermöglichen die Kommunikation zwischen verschiedenen Gerätetypen und Kommunikationstechnologien. Der Hauptunterschied besteht jedoch darin, dass IoT-Gateways Daten verschiedener Geräte integrieren und verarbeiten können, bevor sie an die externe Cloud gesendet werden. Vereinfacht ausgedrückt: Ein IoT-Gateway kann komplexe Aufgaben sowohl offline als auch online ausführen, während ein Router nur online Geräte mit dem Internet verbindet.

Beste Cloud-Dienste für die IoT-Gateway-Verbindung

IoT-Cloud-Plattformen vereinen die Funktionen von IoT-Geräten und Cloud-Computing und bieten einen umfassenden Service. Derzeit gibt es verschiedene IoT-Cloud-Plattformen auf dem Markt, die von verschiedenen Anbietern bereitgestellt werden und ein breites Anwendungsspektrum bieten. Wir haben hier einige der besten Cloud-Dienste für Sie ausgewählt.

• • Amazon Web Services IoT-Plattform
  • Microsoft Azure IoT-Hub
  • IBM Watson IoT Cloud-Plattform
  • Google IoT Cloud-Plattform
  • Oracle Integrated Cloud für IoT
  • Die Dinge-Branchen

Welcher Cloud-Dienst für Sie am besten geeignet ist, hängt letztendlich von Ihren spezifischen Anforderungen ab. Bei der Wahl der richtigen Plattform sollten Sie Faktoren wie Echtzeit-Datenerfassung, Datenanalyseleistung, Gerätekonfiguration, API-Protokolle, Cloud-Modelltyp usw. berücksichtigen. Natürlich sind auch die Nutzungskosten ein wichtiger Faktor, der nicht außer Acht gelassen werden darf.

Wie sicher sind die IoT-Gateway-Geräte?

In puncto Sicherheit sind IoT-Geräte besonders anfällig für Cyberangriffe. Insbesondere mit der wachsenden Anzahl von IoT-Geräten und Sensoren steigt auch die Kommunikation zwischen den Geräten und Cloud-Plattformen, was die Schwachstellen des IoT-Ökosystems erhöht. IoT-Gateways gelten gewissermaßen als erste Verteidigungslinie gegen Hacker und sollten daher mit solider Cybersicherheit ausgestattet sein, um Datenmanipulationen und uneingeschränkten Zugriff zu verhindern.

IoT-Gateways sitzen zwischen den IoT-verbundenen Geräten und der Cloud und bieten eine zusätzliche Schutzebene innerhalb des IoT-Systems. Um das allgemeine Hackerrisiko zu verringern, reduzieren IoT-Geräte die Anzahl der gesamten Internetverbindungen. Neben dem Datenschutz bieten IoT-Gateways auch physischen Schutz vor externen, unbefugten Zugriffen und rauen Umgebungsbedingungen. All dies gewährleistet die Sicherheit der gesamten Daten-zu-Cloud-Verschlüsselung vor Online- und Offline-Bedrohungen.

Wo Sie geeignete IoT-Gateways auswählen

Je mehr IoT-Geräte Sie in Ihrem Unternehmen einsetzen möchten, Je komplizierter das IoT-Ökosystem, das Sie aufbauen müssen. Es ist eine gewaltige Aufgabe, Ihre Geräte sicher mit der Cloud zu verbinden und IoT-generierte Daten zu sammeln, Aber IoT-Gerätehersteller wie MOKOSmart machen es einfach. Unsere umfassende Hardware-Erfahrung hilft Ihnen dabei, Ihre IoT-Geräte intelligent und sicher mit den Cloud-Plattformen zu verbinden.

MOKOSmart bietet Ihnen eine breite Palette an Bluetooth- und LoRaWAN- Gateways und ermöglicht Ihnen so sichere kabelgebundene und drahtlose Verbindungen für nahezu alle Geräte. Suchen Sie eine passende IoT-Gateway-Lösung für Ihre Anwendungen? Kontaktieren Sie uns einfach. Unsere erfahrenen Ingenieure unterstützen Sie jederzeit gerne bei Ihren IoT-Projekten.

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