物联网网关是构建物联网体系的关键设备，承担协议转换、数据封装解析、设备管理等核心功能。通过四层架构实现异构网络融合，可将ZigBee、6LoWPAN等感知层协议转换为TCP/IP等传统网络协议，并利用统一地址转换机制解决设备寻址问题。在应用层面，广泛部署于智能家居、工业互联网等领域，支持通过嵌入式系统进行远程控制与管理。截至2025年，典型产品已支持30余种工控协议转换，覆盖智慧工厂等场景需求。

物联网网关作为连接感知网络与通信网络的中间设备，首要任务是解决异构网络协议互通问题。通过协议适配层完成ZigBee、蓝牙等感知层协议到TCP/IP、HTTP等通信协议的转换，实现传感器数据向云端传输的标准化处理。以智能农业大棚场景为例，网关将6LoWPAN协议转换为IPv4协议，使无线传感器数据通过互联网传输。

在设备管理方面，网关通过统一ID映射机制，将不同感知网络设备地址转换为平台可识别的逻辑地址。这种机制可有效管理工业现场数千台设备，解决数控机床、电力设备等跨品牌接入难题。截至2025年，典型工业网关已支持西门子、马扎克等品牌设备接入。

物联网网关系统采用分层架构设计，包含感知延伸层、协议适配层、标准消息构成层、业务服务层四个层级。其中感知延伸层负责RFID、传感器等终端接入，协议适配层完成数据格式标准化，标准消息构成层实现TLV格式封装，业务服务层提供消息交互接口。

硬件架构采用模块化设计，包含数据汇集模块、处理存储模块、接入模块三大核心组件。数据汇集模块通过USB等接口接入传感器节点，处理存储模块完成协议解析与缓存，接入模块实现WCDMA、以太网等广域连接。在IPv6网关设计中，选用支持OpenWRT系统的无线路由器作为硬件平台，通过虚拟网卡建立通信桥梁。

统一地址转换：通过建立ZigBee短地址、6LoWPAN长地址到逻辑ID的映射表，解决跨网络设备寻址问题。该技术使智能家居中的485个ZigBee节点能够被云端平台统一管理。

协议封装解析：采用TLV（类型-长度-值）格式对传感器数据进行标准化封装，确保不同感知网络数据可在IP网络中传输。在工业网关中，该技术被用于MODBUS到MQTT的协议转换，实现设备数据上传至工业互联网平台。

嵌入式系统扩展：基于OpenWRT等嵌入式Linux系统，通过opkg包管理器集成协议转换组件。该设计使网关能够根据场景需求灵活添加蓝牙、LoRa等协议支持。测试表明，系统可在256MB内存环境下稳定运行协议转换任务。

智能家居：网关整合家庭内部Wi-Fi、ZigBee、蓝牙等网络，通过协议转换实现智能设备互联。用户可通过移动应用远程控制灯光、空调等设备，所有指令经网关进行协议转换后下发至对应网络。

工业互联网：在智慧工厂中，网关承担数控机床、电力设备的数据采集任务。通过解析IEC-61850、MODBUS等工控协议，转换为MQTT协议上传至云平台，实现设备状态监测与故障预警。截至2025年，单网关可支持200台以上设备并发接入。

智能交通：路侧传感器网络通过网关将数据汇聚至交通指挥中心。网关通过协议转换，将地磁传感器、摄像头等不同设备数据统一封装为HTTP格式，供信号灯控制系统进行分析决策。