在剛結(jié)束不久的2019中國(guó)國(guó)際消防設(shè)備技術(shù)交流展覽會(huì)上，筆者著實(shí)體驗(yàn)了一把中國(guó)消防之威力，感嘆中國(guó)消防發(fā)展之迅速，其中，令人印象深刻的是支撐大型設(shè)備運(yùn)作的互聯(lián)硬件，包括4G工業(yè)路由器、服務(wù)器、傳感器等，正是它們的存在提高了消防生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)進(jìn)度，使得工業(yè)建設(shè)具備數(shù)字化、智能化。

在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，4G工業(yè)路由器的需求是依托于物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)規(guī)模的擴(kuò)大而增長(zhǎng)，在多數(shù)情況下，它作為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)終端而存在。隨著人們對(duì)智能化的需求，物聯(lián)網(wǎng)終端技術(shù)以跳躍式趨勢(shì)在增長(zhǎng)，到2020年，全球物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支出預(yù)計(jì)將達(dá)到1.3萬(wàn)億美元，進(jìn)而對(duì)4G工業(yè)路由器的需求也隨之變大。

4G工業(yè)路由器不同于家用路由器，不僅僅是提供上網(wǎng)那么簡(jiǎn)單。

4G工業(yè)路由器具有多個(gè)以太網(wǎng)口，RS232接口，基于4G網(wǎng)絡(luò)需求研發(fā)的性能優(yōu)異的無(wú)線通信產(chǎn)品，主要用于行業(yè)用戶的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)透明傳輸，圖像傳輸，視頻傳輸，設(shè)備監(jiān)控以及無(wú)線路由上網(wǎng)等功能。

4G工業(yè)路由器采用的是高性能的32位處理器，可以高速處理協(xié)議和大量數(shù)據(jù)，支持運(yùn)營(yíng)商的所有網(wǎng)絡(luò)，含4G/3G/2G，提供高速以太網(wǎng)口，WiFi無(wú)線接口、串口，可以對(duì)接各種不同的終端設(shè)備。

在應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)中，4G工業(yè)路由器由五部分組成：應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)需要聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、工業(yè)級(jí)4G路由器、運(yùn)營(yíng)商基站網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后監(jiān)控和4G路由器M2M平臺(tái)管理，具體的架構(gòu)設(shè)計(jì)為：

1. 應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)需要聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通過(guò)4G路由器獲得網(wǎng)絡(luò)，將采集數(shù)據(jù)傳送到云平臺(tái)，或者設(shè)備采集數(shù)據(jù)后通過(guò)路由器DTU串口發(fā)送給路由器，路由器把采集的數(shù)據(jù)傳送到云平臺(tái)。

2. 設(shè)備聯(lián)網(wǎng)后，上傳數(shù)據(jù)，后臺(tái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行有效控制。

3. 通過(guò)M2M平臺(tái)管理每一臺(tái)路由器。

M2M管理平臺(tái)即嵌入式32位系統(tǒng)，基于云計(jì)算技術(shù)來(lái)控制后臺(tái)，既可以選擇電腦操作，也可以選擇手機(jī)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線路由器終端產(chǎn)品的狀態(tài)監(jiān)控、遠(yuǎn)程升級(jí)、位置定位服務(wù)、廣告推送、外接存儲(chǔ)管理、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)透?jìng)鳌⒂脩魴?quán)限控制等全面的管理功能，通過(guò)平行擴(kuò)容能支持百萬(wàn)級(jí)別終端設(shè)備接入。為工業(yè)環(huán)境減少設(shè)備維護(hù)成本，降低通信設(shè)備項(xiàng)目開(kāi)發(fā)使用門(mén)檻。

M2M管理平臺(tái)廣泛被用于充電樁、金融、郵政、智能電網(wǎng)、智能交通、環(huán)保檢測(cè)、消防監(jiān)控、安防監(jiān)控、水利檢測(cè)、公共安全、廣告發(fā)布、工業(yè)控制、地址監(jiān)測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、儀表檢測(cè)等行業(yè)。

從安全管理性能上看，4G工業(yè)路由器一般應(yīng)用于在工業(yè)無(wú)人職守的場(chǎng)所，所以對(duì)其穩(wěn)定性要求會(huì)很高，使用軟硬件雙看門(mén)狗（形象說(shuō)法）運(yùn)行方式來(lái)保障監(jiān)控管理。

4G工業(yè)路由器的看門(mén)狗是一個(gè)激活機(jī)制，分為軟件看門(mén)狗和硬件看門(mén)狗，軟件看門(mén)狗是在主程序里加入了程序檢測(cè)機(jī)制，一旦發(fā)現(xiàn)某一部分軟件異常，或者出錯(cuò)，看門(mén)代碼會(huì)重新啟動(dòng)軟件；硬件看門(mén)狗實(shí)際上是額外加了一個(gè)單片機(jī)，運(yùn)行一個(gè)小程序用來(lái)檢測(cè)整個(gè)設(shè)備程序，當(dāng)主程序出現(xiàn)異常，而軟件看門(mén)狗無(wú)法喚醒，硬件看門(mén)狗會(huì)斷電重啟，將整個(gè)設(shè)備的程序復(fù)位。因此，硬件看門(mén)狗是4G工業(yè)路由器不可或缺的一個(gè)功能。

在保障監(jiān)控正常運(yùn)營(yíng)情況下，4G工業(yè)路由器的定位功能也很準(zhǔn)確，以基站定位為主，還可以擴(kuò)展支持GPS定位、基站輔助定位、WIFI混合定位等多種定位方式，全方位管理每一臺(tái)路由器運(yùn)行，運(yùn)行精確，包括在線狀態(tài)、IP、端口、流量、網(wǎng)絡(luò)、模式、信號(hào)強(qiáng)度等，對(duì)路由器首次接入系統(tǒng)、登錄、活躍、流量等各種運(yùn)行數(shù)據(jù)保存統(tǒng)計(jì)。支持高德、百度、google等多種地圖坐標(biāo)系，提供對(duì)外轉(zhuǎn)換功能，方便用戶項(xiàng)目部署。

總的來(lái)說(shuō)，4G工業(yè)路由器涵蓋了8個(gè)功能特性

1. 向下兼容WCDMA、EDGE、GPRS網(wǎng)絡(luò)

2. 支持1 x LAN協(xié)議（PPTP、L2TP、IPSec、VPN）

3. 支持串口簡(jiǎn)單DTU功能

4. 支持按需撥號(hào)（語(yǔ)音、短信或者數(shù)據(jù)觸發(fā)）

5. 支持UPnP

6. 采用軟硬件看門(mén)狗及多級(jí)鏈路檢測(cè)機(jī)制，具備故障自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)恢復(fù)能力，保證設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行

7. 多重設(shè)備自檢機(jī)制，確保鏈路暢通和告警

8. 各接口ESD防護(hù)，防止靜電沖擊

從４G工業(yè)路由器的功能到實(shí)際應(yīng)用，可以看出其應(yīng)用場(chǎng)景十分廣泛，在智慧交通、智能監(jiān)控、水利環(huán)保、電力數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、郵政系統(tǒng)、氣象監(jiān)測(cè)、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域都可以應(yīng)用，為這些領(lǐng)域提供了一個(gè)穩(wěn)定、安全的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。隨著通信技術(shù)的不斷迭代，從２G／３G到４G，以及現(xiàn)在還沒(méi)有普及的５G技術(shù)來(lái)看，從安全、穩(wěn)定的性能來(lái)看，４Ｇ路由器在工業(yè)網(wǎng)絡(luò)中仍占據(jù)ｃ位。