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變電站油水混合物及外排水質(zhì)MQTT應用案例

藍蜂物聯(lián)網(wǎng) ? 2023-08-31 14:28 ? 次閱讀

一、項目介紹

隨著中國經(jīng)濟的持續(xù)快速發(fā)展,城市進程和工業(yè)化進程的不斷增加,環(huán)境污染日益嚴重,國家對環(huán)保的重視程度也越來越高。近年來,由于國家加大了環(huán)保基礎設施的建設投資,有力拉動了相關產(chǎn)業(yè)的市場需求,環(huán)保產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模迅速擴大,產(chǎn)業(yè)水平明顯提升

為了響應國家環(huán)境保護的需求號召,上海博取儀器有限公司研發(fā)了一款能夠?qū)崟r監(jiān)測水質(zhì)的變化情況的水質(zhì)監(jiān)測儀,能夠監(jiān)測包括氨氮、總磷、總氮、PH、溶解氧、電導率等多種水質(zhì)參數(shù),并且支持將水質(zhì)檢測數(shù)據(jù)上報至華為ROMA平臺,搭建了一套針對于變電站油水混合物及外派水質(zhì)監(jiān)測解決方案

二、項目痛點和問題

1.水質(zhì)檢測主機目前僅支持現(xiàn)場查看水質(zhì)數(shù)據(jù),無法實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測,人員必須到現(xiàn)場才能了解水質(zhì)情況,導致運維服務成本高,人工成本大,急需對接一款邊緣計算網(wǎng)關,能夠?qū)崿F(xiàn)遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測和上報。

2.項目要求將檢測水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)對接至國網(wǎng)湖北電科院所使用的華為ROMA平臺,通過MQTT協(xié)議進行數(shù)據(jù)上報,經(jīng)過溝通后,發(fā)現(xiàn)ROMA平臺所需要的數(shù)據(jù)格式特定格式,比較復雜,市場上其他廠家網(wǎng)關無法滿足ROMA平臺的要求。

3.由于研發(fā)企業(yè)對平臺技術并不了解,對接ROMA平臺有很大的困難,進行因此希望網(wǎng)關廠商能夠提供專業(yè)的對接方案,希望能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)數(shù)據(jù)對接。

三、方案總體設計

了解項目需求后,我們推薦使用藍蜂LF220網(wǎng)關,與水質(zhì)檢測主機進行設備對接,實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測和上報。

wKgZomTwMtOARBPdAADDr3e4aB4375.png

藍蜂LF220網(wǎng)關作為一款支持MQTT協(xié)議的邊緣計算網(wǎng)關,南向支持Modbus協(xié)議和其他多種PLC,北向支持MQTT協(xié)議,可將采集到的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MQTT協(xié)議,上報給云平臺,可通過腳本功能控制數(shù)據(jù)上報格式,滿足復雜的數(shù)據(jù)上報要求

平臺對接方面,通過查看ROMA平臺相關文檔和說明,與項目人員溝通后,我方制定了針對于ROMA平臺的上報數(shù)據(jù)協(xié)議格式,能夠在短時間內(nèi)實現(xiàn)低成本高效率的數(shù)據(jù)對接

四、詳細方案說明

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(系統(tǒng)架構(gòu)圖)

4.1硬件部署

1.水質(zhì)分析主機控制柜中安裝藍蜂網(wǎng)關,使用4G卡進行聯(lián)網(wǎng)通信

2.藍蜂網(wǎng)關使用RS485端口與水質(zhì)分析主機進行連接,通過Modbus協(xié)議與設備進行通訊,通過客戶提供的點位表設置對應變量,實現(xiàn)邊緣側(cè)采集數(shù)據(jù)。

3.網(wǎng)關上電后,網(wǎng)關通過MQTT協(xié)議將采集到的數(shù)據(jù)通過4G卡上報至華為ROMA平臺,實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測和上報

4.2對接華為ROMA平臺

1.我方與ROMA平臺方約定好MQTT服務器的對接的服務器地址,賬號,用戶名密碼,以及報文傳輸協(xié)議,經(jīng)過測試,順利通過MQTT協(xié)議進行數(shù)據(jù)上報

3.我方提供藍蜂MQTT網(wǎng)關配置工具,通過藍蜂MQTT配置工具,能夠快速調(diào)試網(wǎng)關的相關MQTT參數(shù),包括服務器用戶名,地址,賬號,上報數(shù)據(jù)主題,可支持遠程方式進行參數(shù)的配置和調(diào)試。

wKgZomTwMtOAR5rRAADt73eAIYo868.png

4.3配置驅(qū)動和變量點位

4.3.1通過Modbus協(xié)議對接水質(zhì)檢測主機

水質(zhì)分析儀支持Modbus協(xié)議,藍蜂網(wǎng)關使用RS485端口與水質(zhì)分析主機進行連接,通過Modbus協(xié)議與設備進行通訊

通過藍蜂MQTT網(wǎng)關配置工具,進行驅(qū)動配置,可創(chuàng)建Modbus協(xié)議驅(qū)動,選擇RS485通訊口進行配置,連接至水質(zhì)檢測主機。

wKgZomTwMtSAKG2XAAC2lBB8Pq4095.png

4.3.2配置變量

根據(jù)項目需求,需要通過網(wǎng)關采集如下數(shù)據(jù)包括:COD、氨氮、總磷、總氮、PH、溶解氧、電導率、濁度、溫度、空調(diào)溫度、空調(diào)濕度、液位等參數(shù)

根據(jù)客戶提供的監(jiān)測水質(zhì)的點位表,在藍蜂MQTT網(wǎng)關配置工具中點擊變量管理功能,通過配置對應的變量,用于網(wǎng)關進行數(shù)據(jù)的采集和上報

wKgZomTwMtWAOGxIAAGitjKUz-I364.png

添加變量功能中,允許用戶根據(jù)點位表,自行定義寄存器類型,數(shù)據(jù)類型,小數(shù)位數(shù),讀寫類型

wKgaomTwMtWAJP79AAFKiZ0SjvU570.png

4.4數(shù)據(jù)上報

4.4.1約定數(shù)據(jù)上報格式

根據(jù)與平臺方的溝通,平臺方提供了MQTT協(xié)議通信規(guī)范,要求按通信協(xié)議規(guī)范規(guī)定的主題和數(shù)據(jù)格式進行數(shù)值上報

主題Topic

Topic/v1/devices/{gatewayId}/datas
消息發(fā)送方邊設備
消息接收方物聯(lián)網(wǎng)平臺

參數(shù)說明

字段名必選/可選類型參數(shù)描述
devices必選DeviceS[]設備數(shù)據(jù)。

DeviceS結(jié)構(gòu)體說明

字段名必選/可選類型參數(shù)描述
deviceId必選String(256)平臺生成的設備唯一標識,對應設備客戶端ID。
services必選List服務列表。

Services結(jié)構(gòu)體說明

字段名必選/可選類型參數(shù)描述
serviceId必選String(256)服務ID。
data必選ObjectNode服務數(shù)據(jù)。
eventTime必選String(256)時間格式:yyyyMMdd’T’HHmmss’Z’ 如:20151212T121212Z。

JSON格式示例

{

"devices": [{

"deviceId": "D68NZxB4",

"services": [{

"data": {

"key": "value"

},

"eventTime": "20191023T173625Z",

"serviceId": "serviceName"

}]

}]

}

  1. 配置數(shù)據(jù)上報主題

通過藍蜂MQTT配置工具,可根據(jù)需要進行配置上報主題和上報數(shù)據(jù)內(nèi)容,按照平臺方要求的數(shù)據(jù)格式,可使用腳本代碼編寫上報數(shù)據(jù)業(yè)務邏輯,匹配平臺方通信協(xié)議格式

wKgZomTwMtWAeneAAAGAs6inHhk305.png

為了匹配平臺方上報數(shù)據(jù)需求,做出如下配置:

  1. 主題內(nèi)容:/v1/devices/${sn}/datas
  2. 上報方式:選擇定時上報,時間間隔為30秒
  3. 選擇自定義腳本加工方式,匹配數(shù)據(jù)上報格式

4.4.3 編寫腳本匹配上報數(shù)據(jù)格式要求

按照平臺方要求的數(shù)據(jù)格式,編寫對應腳本,將采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為對應的JSON格式進行數(shù)據(jù)上報,腳本代碼如下:

function reportToJson(signalArray, system){

var data = {}

for(var i=0; i

var signal = signalArray[i];

data[signal.key] = signal.value

}

var dateStr = new Date().toISOString()

dateStr = dateStr.replace(/-/g, "")

dateStr = dateStr.replace(/:/g, "")

dateStr = dateStr.substr(0,15) + 'Z'

var json ={

devices: [{

deviceId: system.deviceId,

services: [{

data: data,

eventTime: dateStr,

serviceId: system.serviceId

}]

}]

}

return JSON.stringify(json);

}

4.4.4查看上報結(jié)果

通過第三方工具,訂閱數(shù)據(jù)上報的主題,可以看到網(wǎng)關已經(jīng)將采集到的數(shù)據(jù)按照通信協(xié)議格式上報給ROMA云平臺了

wKgaomTwMtSAPsezAABsSVfaM9U143.png

五、方案總結(jié)

5.1方案優(yōu)勢

  1. 藍蜂LF220為邊緣側(cè)計算網(wǎng)關,相比傳統(tǒng)的透傳網(wǎng)關,能夠?qū)崿F(xiàn)自主采集,自主上報,數(shù)據(jù)格式自動轉(zhuǎn)換,相比市場上其他網(wǎng)關,能夠完全滿足數(shù)據(jù)遠程監(jiān)控的需求。
  2. 通過藍蜂MQTT網(wǎng)關腳本加工功能,能夠?qū)覴OMA平臺的MQTT通信協(xié)議,將復雜的數(shù)據(jù)上報格式
  3. LF220網(wǎng)關性能穩(wěn)定,功能強大,客戶端軟件操作簡單容易上手,方便操作人員無需花費過多時間,即可使用熟練,提升工作效率

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