物联网知识科普（智能网关、串口、协议）
万物互联是新时代的诉求，从物件上来采集信息，形成综合性的数据也是大数据的定义之一，“物联网”、“大数据”这样的词也写入的国家的发展规划纲要中，那这些词怎么由浅入深的去理解他们呢？
一、物联网
最近在和一位老先生的交流中，他提出，现在为什么要等红绿灯？
若是在流量较多的道路上等待也就罢了，为什么有些空旷的道路上也要灯呢？
假如我们可以通过城市内的摄像头采集车流量的数据，形成统一的城市车流大数据，再进行实时的运算，将其反应在红绿灯上，让该长时间等待的地方红绿灯长一些，空旷的道路上可以一路畅通，岂不美哉？
这一朴素的想法也正是简单的说明了物联网的含义以及工作流程：
1.采集数据
2.分析数据
3.使用数据
二、智能网关
在做数据采集时，我们往往需要各种不同的硬件设备的数据，我们希望有一个中间处理设备，将不同数据格式、不同数据类型、不同通信协议的都转化成统一数据格式，智能网关由此而生。
智能网关是一个集成了多种功能的硬件设备，通常包括以下组件：
处理器：用于处理各种数据和指令。
存储器：用于储存配置信息、设备数据和其他相关数据。
网络接口：它一般包含多种网络接口，包括以太网、Wi-Fi接口、蓝牙等，用于和实现设备之间的链接和通信。
传感器接口：智能网关可能还配备有一些传感器接口，如温度传感器、湿度传感器、气压传感器等，用于采集周围环境数据。
控制接口：智能网关还可能有一些控制接口，如GPIO接口、RS232接口等，用于控制其他外部设备。
操作系统：智能网关通常运行一种特定的操作系统，如Linux或Windows等。
应用软件：智能网关还需要一些应用软件来实现各种功能，如数据采集、通信协议转换、数据处理、安全管理等。
三、传感器接口
传感器接口有多种类型，以下是其中一些常见的类型：
模拟信号接口：传感器输出的信号是模拟信号，需要通过模拟信号接口进行采集和处理，如电压信号、电流信号等。
数字信号接口：传感器输出的信号是数字信号，可以直接通过数字信号接口进行采集和处理，如I2C、SPI、UART等。
无线信号接口：传感器可以通过无线通信方式与接收器进行通信，如蓝牙、WiFi、LoRa等。
光学接口：传感器可以通过光学接口进行数据传输，如红外线、光纤通信等。
机械接口：传感器可以通过机械接口与被测物体连接，如USB、RJ45等。
四、传感器接口协议
传感器接口的协议类型也有多种，下面是一些常见类型：
I2C：I2C是一种串行通信协议，用于连接多个设备和传感器，是一种双向通信协议，支持多主设备和多从设备。
SPI：SPI是一种串行通信协议，用于高速数据传输和控制，是一种全双工通信协议。
UART：UART是一种异步串行通信协议，常用于串口通信。传感器输出数据通过串口传输到主控芯片。
CAN：CAN是一种用于实时应用的复杂网络通信协议，主要用于汽车、工业自动化等领域。
MQTT：MQTT是一种轻量级的消息传输协议，主要用于物联网设备之间的数据交换和通讯。
LoRaWAN：LoRaWAN是一种低功耗，远距离、大规模、双向无线物联网通信协议，适用于城市和农村的物联网通信。
五、串行通讯接口标准（串口）
常见的串行通讯接口标准有以下几种：
RS-232：是最早出现的一种串行通讯接口标准，采用单向数据传输模式，可以用于连接计算机、调制解调器、打印机、条码扫描枪等设备。
RS-422：是一种全双工数据传输的串行通讯接口标准，采用差分信号传输，可以传输较长距离的数据，主要应用于工业自动化和汽车电子领域。
RS-485：是一种类似于RS-422标准的串行通讯接口标准，也采用差分信号传输，可以支持多点通讯和长距离传输，主要应用于工业自动化领域。
Ethernet：是一种基于TCP/IP协议的局域网通讯标准，采用双绞线或光纤作为通讯介质，可以支持高速数据传输，广泛应用于互联网和局域网。
USB：是一种通用的串行通讯接口标准，可以实现高速数据传输和多种设备的连接，广泛应用于计算机接口、周边设备等领域。
CAN：是一种用于实时应用的复杂网络通信协议，主要用于汽车、工业自动化等领域。
六、网关结构
目前市面上的智能网关结构都较为统一化了，主要分两层：
上层：电源管理，主要负责强电和弱点的管理，220V的输入可以给一些12V 24V的直流电设备供电。
下层：通信主板，主要由主板、cpu、内存组成，一般搭载linux或者Windows或者更轻量级的系统，具备多个千兆网口用于通信，光纤接口，有光信号转电信号的通讯模组，板上可搭载板载Wifi，用于10米左右的无线网络通信，工业485串口等。
