一、應用設備

OT端設備：步進電機，MODBUS TCP遠程I/O模塊，PLC設備

邊緣側(cè)設備：宏集工業(yè)樹莓派；

IT端設備：PC、安卓手機；

IT端軟件：宏集HiveMQ MQTT通信平臺

二、原理

宏集工業(yè)樹莓派通過MODBUS協(xié)議分別采集步進電機、MODBUS TCP I/O模塊、PLC設備數(shù)據(jù)，并在工業(yè)樹莓派完成一些簡單的數(shù)據(jù)處理。宏集HiveMQ將PC端配置為MQTT Broker；工業(yè)樹莓派可通過MQTT協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C端；在手機端，操作人員可通過自行編寫的APP程序訂閱PC端的數(shù)據(jù)主題。

三、實際測試

1.工業(yè)樹莓派源碼

1. import?threading??
2. import?time??
3. from?doctest?import?OutputChecker??
4. from?os?import?P_PID??
5. from?time?import?sleep??
6. from?threading?import?Thread??
7. from?tkinter?import?W??
8. from?myCtrlLib?import?*??
9. import?sys??
10. import?serial??
11. import?paho.mqtt.client?as?mqtt??
12. import?json??
13. ??
14. ??
15. def?on_connect(client,?userdata,?flags,?rc):??
16. ????print(f"Connected?with?result?code?{rc}")??
17. ???
18. client?=?mqtt.Client()??
19. client.on_connect?=?on_connect??
20. client.connect("192.168.1.168",?1883,?60)??
21. ??
22. #讀取PLC數(shù)據(jù)??
23. def?read_plc_data():??
24. ????on_motor()??
25. ????i?=?0??
26. ????j?=?0??
27. ????while?True:??
28. ????????Weight?=?readFromName('Weight')?????????#讀取PLC重量值數(shù)據(jù)??
29. ????????Humidity?=?readFromName('Humidity')?????#讀取PLC濕度值數(shù)據(jù)??
30. ????????Temperature?=?readFromName('Temperature')???????#讀取PLC溫度值數(shù)據(jù)??
31. ??????????
32. ????????#讀取光電開關(guān)狀態(tài)，0表示兩個光電開關(guān)沒有被觸發(fā)；1表示光電開關(guān)1被觸發(fā)，2表示光電開關(guān)2被觸發(fā)，3表示兩個光電開關(guān)同時被觸發(fā)??
33. ????????Switch?=?readFromName('Switch_1')??
34. ????????sleep(1)??
35. ????????Back_motor()??
36. ????????sleep(1)??
37. ????????Advance_motor()??
38. ??
39. ????????#根據(jù)光電開關(guān)狀態(tài)控制電機??
40. ????????if?Switch?==?1:??
41. ????????????i?=?i+1??
42. ??
43. ????????if?Weight?>?500:??
44. ????????????j?=?1??
45. ????????else:??
46. ????????????j?=?0??
47. ??
48. ????????#構(gòu)建JSON數(shù)據(jù)??
49. ????????data?=?{??
50. ????????????'Stepping_motor_speed':300,?????#電機轉(zhuǎn)速??
51. ????????????'Temperature':Temperature,??????#溫度值??
52. ????????????'Humidity':Humidity,????????#濕度值??
53. ????????????'Obj_weighth':Weight,????????????#重量值??
54. ????????}??
55. ??
56. ????????json_data?=?json.dumps(data)??
57. ????????client.publish('IndustrialProductionLin',?payload=json_data,?qos=0,?retain=True)??
58. ????????print(i)??
59. ??
60. #電機啟動??
61. def?on_motor():??
62. ????writeToName('Motor',1)??
63. ????pass??
64. ??
65. #電機正轉(zhuǎn)??
66. def?Advance_motor():??
67. ????writeToName('DIR',0)??
68. ????pass??
69. ??
70. #電機反轉(zhuǎn)??
71. def?Back_motor():??
72. ????writeToName('DIR',1)??
73. ????pass??
74. ??
75. #電機停止??
76. def?stop_motor():??
77. ????writeToName('Motor',0)??
78. ????pass??
79. ??
80. ??
81. #?創(chuàng)建并啟動線程??
82. plc_thread?=?threading.Thread(target=read_plc_data)??
83. ??
84. #啟動線程??
85. plc_thread.start()??
86. ??
87. #?主線程等待兩個線程結(jié)束??
88. plc_thread.join()??

?2. 效果

?

四、為何選擇宏集工業(yè)樹莓派和宏集HiveMQ方案？

1. 宏集工業(yè)樹莓派集成了較多的現(xiàn)場總線協(xié)議，配合對應的Python庫，能通過一些簡單配置就能夠?qū)崿F(xiàn)OT端數(shù)據(jù)的采集，例如該案例使用的MODBUS協(xié)議，通過PiCtory配置，就能夠編寫Python程序，快速實現(xiàn)OT端的數(shù)據(jù)對接；

2. 宏集工業(yè)樹莓派目前最高配置達到了8GB RAM，性能上等同于一臺PC，能夠完成一些較為復雜的運算和輕量化機器學習模型。

3. 宏集HiveMQ平臺是基于MQTT通信的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，支持快速配置MQTT Broker，支持高負載、高并發(fā)、高擴展性。在實際應用中，能夠確保數(shù)據(jù)的快速穩(wěn)定傳輸，保證不會出現(xiàn)任何一條數(shù)據(jù)丟失。除此之外的話，它還支持企業(yè)級擴展，例如對接Kafka以及企業(yè)級信息安全管理等功能。

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