贵阳物联网开发:数据网关产品的设计与实现
宏思锐达   发布于: 5/30/2020   浏览次数: 116  

一、什么是物联网

物联网,是依托互联网技术、现代传感技术等,将空间中的设备、系统、传感器数据打通, 实现人与物、物与物的连接。

二、数据源类型

物联网中的数据源有以下分类(包括但不限于):

  • 传感器
  • 智能终端设备
  • 既有系统
  • 视频
  • 传感器类型多种多样,按照数据类型分类:
  • 模拟量传感器;
  • 状态量传感器;
  • 智能终端设备,例如:手机、机器人等智能设备。智能终端的感知方式是通过内置的传感器、摄像头等方式感知的。
  • 既有系统:既有的数据采集系统,已布置多个传感器测点,且已将这些测点数据采集到系统中。
  • 视频:可见光、红外、夜视(数字摄像头容易接入,获取视频IP地址配置视频流即可,模拟摄像头的接入需经过信号的换算等流程。

三、数据接入的基本概念

物联网建设中,常见的数据接入方式有:opc、modbus、wifi、蓝牙、zigbee、PLC。

  • PLC是智能终端的逻辑控制器,若智能终端没有接入系统或上传数据,做物联网数据接入时,需从PLC中直接读取数据。
  • Wifi、蓝牙、zigbee是几种近距离无线传感方式,具有标准的协议格式,可直接访问读取数据。
  • 工业领域常见的系统,是分布式采集,将传感器采集到的数据汇总到上位机 中,opc是集成系统上位机对外的开放接口,具备通用性的标准协议,且opc是最常见的接入方式。
  • Modbus与opc相似,没有opc常见,属于比较小众的开放接口,但比其他数据接入方式常见,有标准通讯协议。

四、数据关注的字段

对传感器数据进行采集,需要获取传感器的:编号、类型、单位、数值、名称/地点、量程、报警信息、故障信息等。

注:传感器的控制器中可能会预置控制程序,需要了解相关控制定义,例如:传感器A的报警上下限、断电上下限、是否馈电异常等。

五、数据网关

1. 数据网关概念

数据网关定义:从工业领域的服务器、传感器或自有系统等,将其各类数据进行接入,并对数据进行解析,以一定的数据标准进行输出,成为产品后端可直接访问的数据。

数据网关访问多个数据源(多个传感器、多个系统),通过智慧网关程序,将数据发送给后端。数据接入过程中,要讲生产环境和开发环境相隔离,避免配置不当对企业生产环节造成影响。

2. 为什么要设计数据网关

在工业领域,数据源类型多样,且数据众多。很多数据来源于底层硬件设备,传统的硬件设备如传感器,需定期标校,且有一定的使用期限,工业领域安装的硬件设备需定期更换;另外,增加传感器测点的情况也时有发生。

当发生以上数据变更时,客户有变更产品数据的需求:

  • 无数据网关情况:甲方联系乙方数据变更,乙方内部走流程完成甲方变更需求。过程中乙方需派出开发人员或联系工作伙伴解决相关问题。
  • 有数据网关情况:甲方数据源变更,可自行增加数据到raydata,并在页面上添加显示。

3. 设计网关产品优势

首先的优势是便捷,且可以满足客户自行维护的需求;此外,拥有一套数据网关产品可以节省乙方开发资源。产品无需重新设计和开发,即可完成。总结为:合同期内的变更节省乙方资源,合同期外的变更节省甲方支出。

4. 数据网关功能

从工业数据源(传感器、设备、系统)通过标准的接口(opc、modbus、wifi、蓝牙、zigbee、plc)读取数据并进行解析,将解析后的数据上传至系统后端,供前台产品使用。

5. 数据网关产品工作流程设计

  • 数据接入-适配-输出:从数据源读取数据,适配成标准格式,按需输出到系统后端、数据库、消息队列;
  • 点表的维护和管理:补充点表内容,完善点表信息;
  • 数据校对:将获取的数据和数据源进行比较,确认有无误差;
  • 问题排查:数据异常时的处理方案与流程;

当满足以上基本功能,一套简单的数据网关产品就形成了,若想实现增值功能,需要在此基础上进行功能迭代和拓展。