物联网数据采集(物联网数据采集有哪两种方式)

 

LinkStudio物联网连接平台

一、概述

LinkStudio物联网连接平台，用于快速、低成本实现设备物联网连接。

只需要会电脑操作，并经过简单的在线培训即可进行设备连接操作。

读本文前如果知道什么是PLC、数控系统等是什么是最好的，如果不知道也没关系，就把当做是设备（电脑）的主机。

想继续了解更多和有合作需求的朋友，请留言。

二、从物联网角度认识设备

从物联网角度认识设备，主要了解三个问题：

设备的数据存在哪里？通过什么物理端口连接到设备？如何获取到设备具体的运行参数数据？

1. 设备分类

从物联网感知层的角度来看，结合当前工业设备生产工作模式及对外数据交互接口。我们大致将目前工业设备分为以下三类。

（1）以PLC为控制核心的工业设备

PLC又称可编程控制器，其抗干扰性强、操作简单、结构模块化以及扩展能力强等特点使其成为当前工业生产设备主要的控制器首选。当前市场流通的主要PLC控制器包括西门子、三菱、欧姆龙、台达、罗克韦尔、东芝等。

（2）以数控系统为核心的工业设备

当前工业设备的核心控制器除了PLC之外，则是行业内或设备厂家生产的专用控制系统。如数控系统、温控系统等。现就数控系统介绍如下：

（3）无可编程控制器的工业设备

此类设备自动化水平较低，只能通过加装传感器进行数据采集，依靠接触器、定时器、延时继电器等完成较为简单的设备控制。设备本身无数据接口。

2.通讯接口

通讯接口作为连接设备，获取数据的物理端口，主要包括：

3. 数据获取方式

(1) 从PLC控制器获取数据

主要根据不同厂家的PLC固有通讯端口，结合各厂家的私有通讯协议，完成对PLC内部数据块的数据提取。

例如：西门子S7-200系列，利用PLC自带的程序下载端口（PORT0），结合西门子自有的PPI协议，完成对PLC内部V/I/Q等寄存器的数据获取。

(2) 从CNC数控系统获取数据

根据CNC系统通讯端口，结合各厂家的私有通讯协议，或者是通用的数据服务总线（例如OPCUA）等，完成对CNC系统数据的提取。

例如：FANUC 系列，利用CNC自带的网口，结合FANUC自有的通讯协议，完成对CNC运行数据（主轴转速、负载、进给等）的获取。

(3) 通过服务总线获取数据

根据常用的工业现场数据服务总线及协议（modbus/opc/opcua等），完成对工业现场的数据的提取。

例如：modbus RTU，利用现场的RS485网络，结合modbus通讯协议，完成对现场modbus设备的数据获取。

三、工业网关

工业网关之于物联网平台，如听诊器之于医生。作为连接设备和应用系统之间的桥梁。

作用

1、‘翻译者’：工业网关完成对现场工业设备实时、高效、统一的数据采集，并能够结合现场（中心）设备监控系统实现对设备的远程监控。

设备语言 à 程序语言 à 人能直接识别的文字/数字

2、执行机构：执行上位机系统下发的控制指令。

性能

1、具备WIFI/LORA/ZIGBEE/GPRS/3G/4G等多种无线通讯功能。

2、支持断点续传，可存储设备连续运行7-15天的数据。

3、支持设备端TCP/IP、MQTT、ISO-TCP、UDP、HTTP、OPC、J1939 、PPI、MPI、MODBUS等多种私有协议与WITS之间协议解析。

四、网关 ←→ 设备

从第二章、第三章中的内容中从物联网角度认识设备和工业网关之后，最终需要的是用工业网关将设备运行数据从设备中采集出来的问题，下面分别对对应的三类设备进行说明：

互联网小常识：在一般规模的网络系统中，尤其是一期工程的建设中，人们经常采用多个并行的GE/10GE交换机堆叠的方式来扩展端口密度，由一台交换机通过光端口向上级联，将汇聚层与接入层合并成一层。

1、 以PLC为控制核心的工业设备

针对以PLC为控制核心的工业设备数据采集，主要有两种方式：

①、PLC自带通讯端口（编程口或其他通讯口）未被占用的，可以直接利用数据网关实现对PLC内部寄存器数据的获取；

②、PLC自带通讯端口（编程口或其他通讯口）被占用的，需要利用总线扩展器完成对通讯端口的扩展，而后采用数据网关实现对PLC内部寄存器数据的获取；

2、 以CNC为控制核心的工业设备

针对以CNC为控制核心的工业设备数据采集，主要有三种方式：

①、CNC有数据接口

互联网小常识：将主机（A）资源记录手动添加到正向查找区域时，使用“创建相关的指针（PTR）记录”选项，可以将指针记录自动添加到反向查找区域中。

可利用数据网关直接获取CNC运行数据。个别CNC系统需要通讯端口授权（西门子、海德汉等）。

②、CNC无数据接口，但可以扩展

利用厂家的扩展模块，实现CNC的网口扩展。之后，即可利用数据网关直接获取CNC运行数据。

③、CNC无数据接口，不可扩展

此种方式主要从CNC设备的控制PLC中获取数据。具体获取方式和PLC数据获取方式一致。

以上三种CNC设备数据采集方式优劣点如下：

3、无可编程控制器的工业设备

针对无可编程控制器的工业设备数据采集，主要有两种方式：

①、直接增加传感器或者利用原来的传感器进行物理变量（4-20mA,0-10V等）的直接数据采集；

②、将现有控制仪表更换为有通讯数据口的同类仪表。

五、网关←→ 云

工业网关在设备物联网连接过程中起到了承上启下的作用。除了担负从设备采集运行数据外，还具备与云平台进行通讯的功能。在与云平台对接的过程中网关完成了以下内容：

规则定义

包括：设备序列号定义、设备参数标识定义、数据组装规则定义、

主题定义（MQTT Topic）等

数据整合

设备数据散列在PLC、CNC等控制系统中，网关需要将采集到的数据按照统一的规则，整合为标准的数据格式再上传到云端。

当前主要采用的两种数据格式为：DB包和JSON

数据传输

网关将数据整合完成之后，采用SOCKET或MQTT（主流趋势）方式与云平台进行数据交互。

支持的MQTT主流服务商

六、Linkstudio

目标

打造工业设备的物联网解决方案，简化设备物联接入过程，赋能工业互联网

特点

(1) 快速、低成本。设备极简物联，不需要懂嵌入式、不需要懂系统编程，只需要懂系统操作和通过简单培训即可完成设备物联网。大大降低了设备连接的门槛和所需费用。

(2) 支持云平台和本地客户端配置。

(3) 支持多种CNC数控系统和PLC控制系统

最后发两张Linkstudio的系统截图

互联网小常识：HiperLAN中一个AP所覆盖的区域称为一个小区，一个小区的覆盖范围在室内一般为30m，在室外一般为150m。采用5G射频频率，HiperLan/1上行速度20Mbps,HiperLAN/2上行速度可达54Mbps，它与3G兼容。

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