Docker容器实现边缘采集
一
node-red环境搭建
node-red是构建物联网（iot，internet of things）应用程序的一个强大工具，其重点是简化代码块的“连接”以执行任务。它使用可视化编程方法，允许开发人员将预定义的代码块（称为“节点”，node）连接起来执行任务。连接的节点，通常是输入节点、处理节点和输出节点的组合，当它们连接在一起时，构成一个“流”（flows）。
node-red网关开发环境安装流程
docker环境如何部署，网上已经有很多教程，这里不再说明，推荐参考官方安装说明。
二
项目镜像安装
docker安装项目文件非常的简单，只需要两条指令即可实现node-red开发环境部署，其中第一条通过“docker pull 存储库名称”，就可以项目镜像，也可以通过“docker --help”查询指令说明。
docker --help指令（部分）
从node-red 1.0开始，docker hub上的存储库已重命名为“nodered/node-red”，使用“docker pull nodered/node-red”拉取项目镜像。
要以最简单的形式在 docker 中运行，只需运行：
docker run -it -p 1880:1880 -v node_red_data:/data --name mynodered nodered/node-red
让我们解读下指令：
docker run：运行容器；
-it：打印安装会话，可以省略；
-p：配置本地端口和外部映射端口；
-v node_red_data:/data：挂载一个名为“node_red_data”的docker到容器/数据目录；
--name mynodered：命名为“mynodered”；
nodered/node-red：镜像地址；
只使用“docker run”不先拉取项目镜像也是可以的，该指令会查询本地镜像如果没有就会自动从docker hub存储库下载项目镜像；
其他的自定义安装建议仔细阅读node-red官方文档后进行，笔者这里只是介绍这个工具的一种用法，不使用自定义安装功能。
三
安装插件
通过node-red默认安装环境是无法实现rtu设备的边缘采集，还需要通过安装不同的功能插件才能实现，安装modbus功能插件（node-red-contrib-modbus）实现modbus rtu/modbus tcp协议转换和边缘采集，安装数据库插件（node-red-node-mysql）实现边缘采集数据的存储，除了安装插件还需要少量的“javascript”脚本转换格式和数据上报等。
好在安装插件的过程可以通过可视化网页界面实现，无需理解复杂的安装指令，这也是node-red的优点之一，在地址栏中输入部署node-red环境的ip地址和端口，这里为192.168.88.5:1880。
打开右上角的菜单，选择节点管理，点击“安装”，搜索框中输入modbus功能插件（node-red-contrib-modbus）和数据库插件（node-red-node-mysql）。
成功安装节点后在工具栏新增以下节点：
“node-red-contrib-modbus”节点作者，制作了不同用法的示例，可以通过导入功能，测试理解不同节点的功能，强烈建议多去理解这些实例，方便后续使用。
四
网关实现
添加“modbus read”节点周期查询modbus设备状态，第一需要配置modbus设备的地址，笔者这里使用“modbus slave”软件模拟，地址为192.168.88.100:8890：
图左通过双击打开“modbus read”配置界面，图右新增modbus设备连接地址，图中配置寄存器参数，这里以地址0x0000的保持寄存器为例，配置“poll rate”查询周期。
使用“function”节点提取“modbus read”节点周期查询的数据，双击打开函数节点，编辑以下脚本：
msg.payload=msg.payload.data;
msg.payload=msg.payload.slice(0,1);
return msg;
使用“template”将“function”节点处理的结果进行打包，这里将数据打包为json数据：
最后通过tcp连接将数据传输到指定服务器：
“6”为“debug”节点用于调试，通过上述配置就可以将modbus tcp指令采集到的数据转换为json数据并将数据上报到指定服务器：
也可以通过node-red提供的mqtt连接节点将数据传输到服务器，同时也可以通过“mysql”节点将将采集数据通过sql语句传输到数据库。
采集上报数据库与mqtt服务器流程举例
至此，一个简单的边缘采集网关搭建完成。
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node-red网关开发环境安装流程
docker环境如何部署，网上已经有很多教程，这里不再说明，推荐参考官方安装说明。
二
项目镜像安装
docker安装项目文件非常的简单，只需要两条指令即可实现node-red开发环境部署，其中第一条通过“docker pull 存储库名称”，就可以项目镜像，也可以通过“docker --help”查询指令说明。
docker --help指令（部分）
从node-red 1.0开始，docker hub上的存储库已重命名为“nodered/node-red”，使用“docker pull nodered/node-red”拉取项目镜像。
要以最简单的形式在 docker 中运行，只需运行：
docker run -it -p 1880:1880 -v node_red_data:/data --name mynodered nodered/node-red
让我们解读下指令：
docker run：运行容器；
-it：打印安装会话，可以省略；
-p：配置本地端口和外部映射端口；
-v node_red_data:/data：挂载一个名为“node_red_data”的docker到容器/数据目录；
--name mynodered：命名为“mynodered”；
nodered/node-red：镜像地址；
只使用“docker run”不先拉取项目镜像也是可以的，该指令会查询本地镜像如果没有就会自动从docker hub存储库下载项目镜像；
其他的自定义安装建议仔细阅读node-red官方文档后进行，笔者这里只是介绍这个工具的一种用法，不使用自定义安装功能。
三
安装插件
通过node-red默认安装环境是无法实现rtu设备的边缘采集，还需要通过安装不同的功能插件才能实现，安装modbus功能插件（node-red-contrib-modbus）实现modbus rtu/modbus tcp协议转换和边缘采集，安装数据库插件（node-red-node-mysql）实现边缘采集数据的存储，除了安装插件还需要少量的“javascript”脚本转换格式和数据上报等。
好在安装插件的过程可以通过可视化网页界面实现，无需理解复杂的安装指令，这也是node-red的优点之一，在地址栏中输入部署node-red环境的ip地址和端口，这里为192.168.88.5:1880。
打开右上角的菜单，选择节点管理，点击“安装”，搜索框中输入modbus功能插件（node-red-contrib-modbus）和数据库插件（node-red-node-mysql）。
成功安装节点后在工具栏新增以下节点：
“node-red-contrib-modbus”节点作者，制作了不同用法的示例，可以通过导入功能，测试理解不同节点的功能，强烈建议多去理解这些实例，方便后续使用。
四
网关实现
添加“modbus read”节点周期查询modbus设备状态，第一需要配置modbus设备的地址，笔者这里使用“modbus slave”软件模拟，地址为192.168.88.100:8890：
图左通过双击打开“modbus read”配置界面，图右新增modbus设备连接地址，图中配置寄存器参数，这里以地址0x0000的保持寄存器为例，配置“poll rate”查询周期。
使用“function”节点提取“modbus read”节点周期查询的数据，双击打开函数节点，编辑以下脚本：
msg.payload=msg.payload.data;
msg.payload=msg.payload.slice(0,1);
return msg;
使用“template”将“function”节点处理的结果进行打包，这里将数据打包为json数据：
最后通过tcp连接将数据传输到指定服务器：
“6”为“debug”节点用于调试，通过上述配置就可以将modbus tcp指令采集到的数据转换为json数据并将数据上报到指定服务器：
也可以通过node-red提供的mqtt连接节点将数据传输到服务器，同时也可以通过“mysql”节点将将采集数据通过sql语句传输到数据库。
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至此，一个简单的边缘采集网关搭建完成。
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