在刚结束不久的2019中国消防设备技术交流展览会上，笔者着实体验了一把中国消防之威力，感叹中国消防发展之迅速，其中，令人印象深刻的是支撑大型设备运作的互联硬件，包括4G工业路由器、服务器、传感器等，正是它们的存在提高了消防生产计划和生产进度，使得工业建设具备数字化、智能化。
在工业网络中，4G工业路由器的需求是依托于物联网市场规模的扩大而增长，在多数情况下，它作为物联网设备联网终端而存在。随着人们对智能化的需求，物联网终端技术增速很快，到2020年，物联网技术支出预计将达到1.3万亿美元，进而对4G工业路由器的需求也随之变大。
4G工业路由器不同于家用路由器，不仅仅是提供上网那么简单。
4G工业路由器具有多个以太网口，RS232接口，基于4G网络需求研发的性能优异的无线通信产品，主要用于行业用户的数据传输业务，支持数据透明传输，图像传输，视频传输，设备监控以及无线路由上网等功能。
4G工业路由器采用的是高性能的32位处理器，可以高速处理协议和大量数据，支持运营商的所有网络，含4G/3G/2G，提供高速以太网口，WiFi无线接口、串口，可以对接各种不同的终端设备。
在应用场景设计中，4G工业路由器由五部分组成：应用现场需要联网设备、工业级4G路由器、运营商基站网络、设备联网后监控和4G路由器M2M平台管理，具体的架构设计为：
1. 应用现场需要联网设备通过4G路由器获得网络，将采集数据传送到云平台，或者设备采集数据后通过路由器DTU串口发送给路由器，路由器把采集的数据传送到云平台。
2. 设备联网后，上传数据，后台对设备进行有效控制。
3. 通过M2M平台管理每一台路由器。
M2M管理平台即嵌入式32位系统，基于云计算技术来控制后台，既可以选择电脑操作，也可以选择手机操作，实现对无线路由器终端产品的状态监控、远程升级、位置定位服务、广告推送、外接存储管理、业务数据透传、用户权限控制等全面的管理功能，通过平行扩容能支持别终端设备接入。为工业环境减少设备维护成本，降低通信设备项目开发使用门槛。
M2M管理平台广泛被用于充电桩、金融、邮政、智能电网、智能交通、环保检测、消防监控、安防监控、水利检测、公共安全、广告发布、工业控制、地址监测、气象监测、仪表检测等行业。
从安全管理性能上看，4G工业路由器一般应用于在工业无人职守的场所，所以对其稳定性要求会很高，使用软硬件双看门狗（形象说法）运行方式来保障监控管理。
4G工业路由器的看门狗是一个激活机制，分为软件看门狗和硬件看门狗，软件看门狗是在主程序里加入了程序检测机制，一旦发现某一部分软件异常，或者出错，看门代码会重新启动软件；硬件看门狗实际上是额外加了一个单片机，运行一个小程序用来检测整个设备程序，当主程序出现异常，而软件看门狗无法唤醒，硬件看门狗会断电重启，将整个设备的程序复位。因此，硬件看门狗是4G工业路由器*的一个功能。
在保障监控正常运营情况下，4G工业路由器的定位功能也很准确，以基站定位为主，还可以扩展支持GPS定位、基站辅助定位、WIFI混合定位等多种定位方式，管理每一台路由器运行，运行，包括在线状态、IP、端口、流量、网络、模式、信号强度等，对路由器接入系统、登录、活跃、流量等各种运行数据保存统计。支持高德、google等多种地图坐标系，提供对外转换功能，方便用户项目部署。
总的来说，4G工业路由器涵盖了8个功能特性
1. 向下兼容WCDMA、EDGE、GPRS网络
2. 支持1 x LAN协议（PPTP、L2TP、IPSec、VPN）
3. 支持串口简单DTU功能
4. 支持按需拨号（语音、短信或者数据触发）
5. 支持UPnP
6. 采用软硬件看门狗及多级链路检测机制，具备故障自动检测、自动恢复能力，保证设备稳定可靠运行
7. 多重设备自检机制，确保链路畅通和告警
8. 各接口ESD防护，防止静电冲击
从内部架构到功能特性，还并不能真实体验到4G工业路由器实质性用处，接下来，我们一起看一下统一通信的4G工业路由器的应用场景。
视频广告牌解决方案：
系统组成：利用4G路由器上传下载速度快且稳定的特性，可以快速播或更改需要投放的广告内容；可扩展GPS定位功能，植入GPS芯片，可以非常地定位每一台路由器的位置；M２M后台控制系统，配合路由器的定位，可以的监控每一台路由器的工作情况，实现远程管理；利用其开发板功能，可以轻松的把整个路由器植入广告牌内部，实现４G广告牌一体化，还可以对视频广告牌进行加装摄像头，实现周边环境监控功能，并通过PC平台进行远程查看。
应用拓补图：
数控机床终端无线联网解决方案：
系统组成：智能数控无线联网应用系统的主要功能模块有：数据采集模块、数据传输模块、网络诊断服务程序和状态监测与远程诊断软件。
数据采集模块：采集数控系统的运行数据，参数与故障相关的信息代码。
数据传输模块：将采集到的运行数据和参数发送到远程诊断中心，在此我们提出使用基于４G网络的工业级路由器R20来作为数据传输设备。对于复杂故障，还要结合视频信息进行专家诊断。
故障查询诊断模块：根据当前机床的故障部位或故障现象，通过Web访问方式，结合机床厂家提供的机床可用信息，可查询到故障原因及处理方法，实现对数控系统进行简单故障查询和诊断。
应用拓扑图：
自助快递柜无线联网解决方案：
系统组成：
柜机管理：用户可以随时掌握柜机的位置，方便维护和管理。
告警管理：当开关柜、网络、柜机位置等异常情况下，通过管理系统，管理人员可在时间内知晓并及时解决问题。
网络连接管理：柜机网络连接状态、流量消耗情况、流量应用分析，用户可根据自身流量使用情况选择流量套餐。
远程调试管理：M2M远程管理系统使用足不出户也可以远程定位和解决很多实际问题。
从４G工业路由器的功能到实际应用，可以看出其应用场景十分广泛，在智慧交通、智能监控、水利环保、电力数据监测、邮政系统、气象监测、移动物联网等领域都可以应用，为这些领域提供了一个稳定、安全的网络环境。随着通信技术的不断迭代，从２G／３G到４G，以及现在还没有普及的５G技术来看，从安全、稳定的性能来看，４Ｇ路由器在工业网络中仍占据ｃ位。
