工業互聯網邊緣計算技術應用 課件 項目四-任務3生產線設備數據接入

生產線設備數據接入工業互聯網邊緣計算IndustrialInternetedgecomputing05課后拓展04課堂總結03任務實施02確定任務01情景導入

工業智能網關的數據如何上傳邊緣服務器？05課后拓展04課堂總結03任務實施02確定任務01情景導入為將工業智能網關中的數據安全、快速、準確地傳輸至邊緣服務器，本次我們需要根據實際情況完成協議選擇、網絡搭建、數據調試和優化等任務。針對生產線存在大量實時性要求極高的數據，依據工廠的網絡條件和數據特點選用合適的數據傳輸協議。在邊緣服務器完成賬號創建、權限設置等基礎配置，確保數據傳輸的合法性和安全性，優化網絡完成工業智能網關與邊緣服務器的通信配置，實現沖壓生產線數據準確實時傳輸到邊緣服務器當中。目錄02確定任務05課后拓展04課堂總結03任務實施01情景導入MQTT協議ONE邊緣服務器的硬件連接TWO邊緣服務器的配置Three工業智能網關配置Four邊緣服務器數據處理Five開發運維一體化

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采集層條碼槍DCS/PLCSCADA電子秤射頻設備質檢設備GIS數據03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務一、MQTT協議MQTT（MessageQueuingTelemetryTransport，消息隊列遙測傳輸協議），是一種基于發布/訂閱（publish/subscribe）模式的“輕量級”通訊協議，該協議構建于TCP/IP協議上，由IBM在1999年發布。MQTT最大優點在于，可以以極少的代碼和有限的帶寬，為連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。做為一種低開銷、低帶寬占用的即時通訊協議，使其在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務MQTT協議特點使用的發布/訂閱消息模式，它提供了一對多消息分發，以實現與應用程序的解耦。對負載內容屏蔽的消息傳輸機制。對傳輸消息有三種服務質量（QoS）：最多一次，這一級別會發生消息丟失或重復，消息發布依賴于底層TCP/IP網絡。即：<=1；至少一次，這一級別會確保消息到達，但消息可能會重復。即：>=1；只有一次，確保消息只有一次到達。即：＝1。在一些要求比較嚴格的計費系統中，可以使用此級別。數據傳輸和協議交換的最小化（協議頭部只有2字節），以減少網絡流量。通知機制，異常中斷時通知傳輸雙方。

一、MQTT協議03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務MQTT協議原理1.MQTT協議實現方式實現MQTT協議需要：客戶端和服務器端。MQTT協議中有三種身份：發布者（Publish）、代理（Broker）（服務器）、訂閱者（Subscribe）。其中，消息的發布者和訂閱者都是客戶端，消息代理是服務器，消息發布者可以同時是訂閱者。MQTT傳輸的消息分為：主題（Topic）和負載（payload）兩部分。Topic，可以理解為消息的類型，訂閱者訂閱（Subscribe）后，就會收到該主題的消息內容（payload）。payload，可以理解為消息的內容，是指訂閱者具體要使用的內容。開發運維一體化

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采集層條碼槍DCS/PLCSCADA電子秤射頻設備質檢設備GIS數據03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務2.網絡傳輸與應用消息MQTT會構建底層網絡傳輸：它將建立客戶端到服務器的連接，提供兩者之間的一個有序的、無損的、基于字節流的雙向傳輸。3.MQTT客戶端一個使用MQTT協議的應用程序或者設備，它總是建立到服務器的網絡連接?？蛻舳丝梢裕喊l布其他客戶端可能會訂閱的信息；訂閱其它客戶端發布的消息；退訂或刪除應用程序的消息、斷開與服務器連接。4.MQTT服務器MQTT服務器以稱為“消息代理”（Broker），可以是一個應用程序或一臺設備。它是位于消息發布者和訂閱者之間，它可以：接受來自客戶的網絡連接；接受客戶發布的應用信息；處理來自客戶端的訂閱和退訂請求；向訂閱的客戶轉發應用程序消息。MQTT協議原理開發運維一體化

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采集層條碼槍DCS/PLCSCADA電子秤射頻設備質檢設備GIS數據03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務5.MQTT協議中的訂閱、主題、會話●訂閱（Subscription）。訂閱包含主題篩選器（TopicFilter）和最大服務質量（QoS）。訂閱會與一個會話（Session）關聯。一個會話可以包含多個訂閱。每一個會話中的每個訂閱都有一個不同的主題篩選器?！駮挘⊿ession）。每個客戶端與服務器建立連接后就是一個會話，客戶端和服務器之間有狀態交互。會話存在于一個網絡之間，也可能在客戶端和服務器之間跨越多個連續的網絡連接?！裰黝}名（TopicName）。連接到一個應用程序消息的標簽，該標簽與服務器的訂閱相匹配。服務器會將消息發送給訂閱所匹配標簽的每個客戶端。●主題篩選器（TopicFilter）。一個對主題名通配符篩選器，在訂閱表達式中使用，表示訂閱所匹配到的多個主題?！褙撦d（Payload）。消息訂閱者所具體接收的內容。MQTT協議原理開發運維一體化

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采集層條碼槍DCS/PLCSCADA電子秤射頻設備質檢設備GIS數據03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務將工業智能網關采集的生產線數據接入到邊緣服務器中，接線如圖所示。二、邊緣服務器的硬件連接03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務步驟1：接入管理。（1）接入協議。接入協議是設備與平臺通信的一種標準，規定設備與邊緣服務器平臺進行通信時上報的數據格式。協議管理可對系統內的協議包進行統一的維護管理。進入物聯網平臺，單擊“接入管理”→“接入協議”選項，單擊“新增”按鈕，如圖所示。三、邊緣服務器的配置03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務步驟1：接入管理。（2）網絡組件。管理設備與平臺通信的網絡組件，支持配置MQTT、Kafka、Coap等多種網絡通信協議接入平臺，處理設備消息。打開邊緣服務器平臺，在左側導航欄依次選擇“接入管理”→“網絡組件”選項，單擊右上角的“新增”按鈕，彈出新增網絡組件窗口，如圖所示。三、邊緣服務器的配置03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務步驟1：接入管理。（2）網絡組件。禁用網絡組件，即禁止網絡組件接入邊緣服務器平臺，單擊“禁用”按鈕時會強制停止使用該網絡組件的接入配置和數據轉發配置；啟用網絡組件，即重新啟用網絡組件，需要網絡組件重新認證，如圖所示。三、邊緣服務器的配置03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務步驟1：接入管理。（3）接入配置。接入配置聚合了設備接入邊緣服務器平臺所需的相關配置，支持配置網絡組件、消息協議、topic信息，實現接入數據格式統一轉換為平臺標準格式。創建接入配置的前提條件為已經新建MQTT接入協議和創建完成網絡組件。進入邊緣服務器平臺，選擇“接入管理”→“接入配置”選項，單擊“新增”按鈕，如圖所示。禁用接入配置，即禁止該接入配置接入邊緣服務器平臺，接入配置停止后，使用該接入配置的所有設備將被強制離線，謹慎此操作；啟用接入配置，即重新啟用接入配置，需要接入配置重新接入邊緣服務器，才能實現數據的采集和控制等。三、邊緣服務器的配置03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務步驟2：設備管理。（1）模型。進入邊緣服務器平臺，單擊“設備管理”→“模型”菜單，單擊“新增”按鈕，進入新增頁面，如圖所示。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務步驟2：設備管理。（1）模型。臺賬信息頁面為設備的一些出場信息，如出場日期、使用手冊等。單擊“臺賬信息”子菜單，單擊“新增”按鈕，彈出“新增臺賬”頁面，支持引用臺賬庫信息和自定義臺賬信息，如圖所示。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務步驟2：設備管理。（1）模型。單擊“臺賬信息”Tab頁，可選擇引用標準臺賬庫，如圖所示。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務步驟2：設備管理。（1）模型。單擊“臺賬信息”Tab頁，可選擇自定義臺賬，如圖所示。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務步驟2：設備管理。（2)設備資產。設備資產歸屬特定模型下的設備實體，每個設備有唯一標識碼。設備包括直接連邊緣服務器平臺的網關設備、網關子設備。可在邊緣服務器平臺注冊實體設備，通過平臺分配的設備ID和密鑰，集成SDK后接入平臺，實現與平臺的通信交互，如上傳數據和接收控制指令，提升邊緣服務器應用的便利性和實用性。進入邊緣服務器平臺，單擊“設備管理”→“設備資產”菜單，單擊“新增”按鈕，進入新增頁面，如圖所示。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務步驟2：設備管理。屬性頁面支持對設備屬性的定義，用于設備各屬性值實時上報到平臺。屬性包含測點屬性和計算屬性（指標公式），單擊“屬性”Tab頁，單擊“新增”按鈕，如圖所示。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務打開AdvantechEdgeLinkStudio軟件，在“工程管理”選項列表下單擊“云服務”，選擇“SimpleMQTT”選項，雙擊打開“SimpleMQTT”窗口，勾選“啟用此鏈接”，如圖所示。四、工業智能網關配置03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務在右側雙擊“雙擊添加點”選項，彈出“選擇點”彈窗，根據需要添加需要通過MQTT協議上傳的點位，如圖所示，選中完成后單擊“確定”按鈕，添加完成后如圖所示。四、工業智能網關配置03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務回到“工程管理”選項卡，單擊設備，單擊“下載工程”，等待工程自動編譯，完成后，狀態顯示為編譯成功，單擊“下載”按鈕。打開邊緣服務器平臺，在“設備管理→設備資產”菜單下，打開建立的“沖壓生產線”設備資產，單擊“查看按鈕”，打開設備資產頁面，單擊“屬性”Tab頁查看接入的數據。如圖所示。四、工業智能網關配置03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務五、邊緣服務器的數據處理步驟1：指標公式。（1）打開邊緣服務器平臺，在“設備管理→設備資產”菜單下，打開建立的“沖壓生產線”設備資產，單擊“編輯”按鈕，打開設備資產頁面，在“屬性”Tab頁下單擊“指標公式”按鈕，進入指標公式頁面。如圖所示。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務五、邊緣服務器的數據處理步驟1：指標公式。（2）指標公式支持多個屬性之間進行簡單計算，如圖所示。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務五、邊緣服務器的數據處理步驟2：服務腳本。服務提供腳本高級計算能力，單擊“服務”Tab頁，單擊“新增”按鈕，進入服務新增頁面，頁面分為配置區域（1）和編輯器區域（2），如圖所示。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務五、邊緣服務器的數據處理步驟2：服務腳本。配置區域（1）分為基本信息、參考代碼和資產3部分。03任務實施05課后拓展04課堂總結01情景導入02確定任務五、邊緣