基于工业树莓派和MQTT平台打通OT和IT
一、应用设备
ot端设备：步进电机，modbus tcp远程i/o模块，plc设备
边缘侧设备：宏集工业树莓派；
it端设备：pc、安卓手机；
it端软件：宏集hivemq mqtt通信平台
二、原理
宏集工业树莓派通过modbus协议分别采集步进电机、modbus tcp io 模块、plc设备数据，并在工业树莓派完成一些简单的数据处理。宏集 hivemq 将 pc 端配置为 mqtt broker；工业树莓派可通过mqtt协议将数据传输到pc端；在手机端，操作人员可通过自行编写的app程序订阅pc端的数据主题。
三、实际测试
1、工业树莓派源码
import threadingimport timefrom doctest import outputcheckerfrom os import p_pidfrom time import sleepfrom threading import threadfrom tkinter import wfrom myctrllib import *import sysimport serialimport paho.mqtt.client as mqttimport json def on_connect(client, userdata, flags, rc): print(fconnected with result code {rc}) client = mqtt.client()client.on_connect = on_connectclient.connect(192.168.1.168, 1883, 60) #读取plc数据def read_plc_data(): on_motor() i = 0 j = 0 while true: weight = readfromname('weight') #读取plc重量值数据 humidity = readfromname('humidity') #读取plc湿度值数据 temperature = readfromname('temperature') #读取plc温度值数据 #读取光电开关状态，0表示两个光电开关没有被触发；1表示光电开关1被触发，2表示光电开关2被触发，3表示两个光电开关同时被触发 switch = readfromname('switch_1') sleep(1) back_motor() sleep(1) advance_motor() #根据光电开关状态控制电机 if switch == 1: i = i+1 if weight > 500: j = 1 else: j = 0 #构建json数据 data = { 'stepping_motor_speed':300, #电机转速 'temperature':temperature, #温度值 'humidity':humidity, #湿度值 'obj_weighth':weight, #重量值 } json_data = json.dumps(data) client.publish('industrialproductionlin', payload=json_data, qos=0, retain=true) print(i) #电机启动def on_motor(): writetoname('motor',1) pass #电机正转def advance_motor(): writetoname('dir',0) pass #电机反转def back_motor(): writetoname('dir',1) pass #电机停止def stop_motor(): writetoname('motor',0) pass # 创建并启动线程plc_thread = threading.thread(target=read_plc_data) #启动线程plc_thread.start() # 主线程等待两个线程结束plc_thread.join()
四、为何选择宏集工业树莓派和宏集 hivemq 方案？
1、宏集工业树莓派集成了较多的现场总线协议，配合对应的python库，能通过一些简单配置就能够实现ot端数据的采集，例如该案例使用的modbus协议，通过pictory配置，就能够编写python程序，快速实现ot端的数据对接；
2、宏集工业树莓派目前最高配置达到了8gb ram，性能上等同于一台pc，能够完成一些较为复杂的运算和轻量化机器学习模型。
3、宏集hivemq平台是基于mqtt通信的物联网解决方案，支持快速配置mqtt broker，支持高负载、高并发、高扩展性。在实际应用中，能够确保数据的快速稳定传输，保证不会出现任何一条数据丢失。除此之外的话，它还支持企业级扩展，例如对接kafka以及企业级信息安全管理等功能。
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宏集工业树莓派通过modbus协议分别采集步进电机、modbus tcp io 模块、plc设备数据，并在工业树莓派完成一些简单的数据处理。宏集 hivemq 将 pc 端配置为 mqtt broker；工业树莓派可通过mqtt协议将数据传输到pc端；在手机端，操作人员可通过自行编写的app程序订阅pc端的数据主题。
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四、为何选择宏集工业树莓派和宏集 hivemq 方案？
1、宏集工业树莓派集成了较多的现场总线协议，配合对应的python库，能通过一些简单配置就能够实现ot端数据的采集，例如该案例使用的modbus协议，通过pictory配置，就能够编写python程序，快速实现ot端的数据对接；
2、宏集工业树莓派目前最高配置达到了8gb ram，性能上等同于一台pc，能够完成一些较为复杂的运算和轻量化机器学习模型。
3、宏集hivemq平台是基于mqtt通信的物联网解决方案，支持快速配置mqtt broker，支持高负载、高并发、高扩展性。在实际应用中，能够确保数据的快速稳定传输，保证不会出现任何一条数据丢失。除此之外的话，它还支持企业级扩展，例如对接kafka以及企业级信息安全管理等功能。
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