物联网网关是将传感器、物联网模块和智能设备连接到云端的物理设备或虚拟平台。网关充当无线访问门户，使物联网设备能够访问互联网。从表面上看，它可能听起来像一个简单的路由器，可以实现不同协议和设备之间的通信。但物联网网关是一种复杂的技术，它可以做更多的事情，特别是边缘计算。
物联网网关从任何给定物联网生态系统中的许多连接设备和传感器收集大量数据。
网关在将数据传递到云平台之前对其进行预处理，在云平台上完成将数据转换为有意义的智能的繁重工作。
物联网网关还接收来自云端的信息，并将其发送回设备，以实现对现场设备的自主管理。
这意味着通过物联网生态系统的所有信息——从物联网设备到云，或反之亦然——都通过一个连接的物联网网关。
与路由器不同，物联网网关可以集成来自与各种网络协议通信的设备的数据，包括蜂窝、Wi-Fi、LoRA、以太网、蓝牙、ZigBee 等。
工业物联网网关还提供比路由器更多的工业接口，包括 RS485、RS232、USB、I2C、SPI 或用于现场设备之间通信的数字 GPIO。
当需要使网关适应所需应用程序时，它们还提供可定制的应用程序固件。
物理物联网网关专为具有挑战性的工业环境而设计。
凭借坚固的外壳和长寿命的组件，它们可以承受最苛刻的环境，包括极端的温度、振动和湿度。
物联网网关架构的艺术与科学
要真正了解物联网网关与路由器、传感器和设备的不同之处，有助于检查物联网网关架构的复杂性：
设备层——物联网网关硬件包括微处理器或控制器，具体取决于所需的处理速度和内存、连接模块（蜂窝、Wi-Fi、蓝牙等）、物联网传感器和电路。
操作系统——操作系统是在设备上运行网关硬件和其他程序的软件。操作系统（如 Java、Linux、RTOS 等）的选择取决于网关的应用程序。
硬件抽象——抽象层允许独立于硬件开发和控制软件。这增加了应用程序设计的灵活性和敏捷性，并使软件更新和演变更容易。
传感器和执行器驱动程序——该层用作设备与传感器和模块之间的接口。根据应用程序的需求集成特定的堆栈。
设备管理和配置——物联网网关需要跟踪与之通信的所有连接设备和传感器。该层在其生态系统中跟踪和管理传感器的配置、设置、属性和连接的设备。
安全性——安全性是网关架构中的一个重要考虑因素。该层确保网关具有受信任的身份、强加密和加密身份验证方案。它提供安全启动以保护设备免受入侵并确保数据完整性和机密性。
固件无线更新——保持设备固件更新并启用安全补丁和修复以抵御不断演变的威胁对于保持设备完整性至关重要。该层可确保安全有效地管理无线固件 ( FOTA ) 更新，以保护设备内存、电源和网络带宽。
通信协议——物联网网关协议是根据与云通信的数据量和频率来选择的。网关需要通过蜂窝模块（5G /4G/3G）、以太网和/或 Wi-Fi 进行连接，但底层通信协议层通常是 TCP IP 协议。
数据管理——物联网网关管理来自传感器和连接设备的数据以及来自云的数据。数据管理层控制流式传输、过滤和数据存储，并提供数据流量控制以最大限度地减少延迟并确保设备保真度。
云连接管理器- 该层负责与云平台和设备以及云身份验证的无缝、安全连接。
定制软件应用程序——物联网网关集成定制软件来管理特定的应用程序需求。该层与所有其他层交互，以高效、安全和高效地管理特定于 IoT 应用程序的数据需求。
网关数据传输——该层使用 5G/4G/3G/GPRS 调制解调器或物联网模块、以太网或 Wi-Fi 控制网关与互联网的连接。它还分析和确定哪些数据需要传送到云端，哪些数据应该缓存以供离线处理，以节省处理能力和数据计划费用。