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Con el advenimiento de la era 5G, el Internet de las cosas ha comenzado a acelerarse y a integrarse gradualmente en nuestras vidas. La interconexión de todas las cosas ya no será solo una cuestión de papel.
Hoy en día, las principales plataformas de Internet de las cosas están emergiendo en un flujo interminable, y parecen estar muy lejos de nosotros. De hecho, mientras nos atrevamos a investigar y nos atrevamos a descubrir, la interconexión de todo está al alcance de la mano.
Hoy les diré cómo construir un marco de plataforma de IoT simple y práctico sin la ayuda de una plataforma de IoT de terceros como un desarrollador de .NET ordinario.
1. Marco de Internet de las cosas
Este marco de Internet de las cosas se basa en el marco informático superior y se combina con el protocolo de comunicación de Internet de las cosas MQTT. El equipo host en sí integra funciones como recopilación, archivo y registro. Sobre esta base, solo necesita conectarse al servidor MQTT y publicar datos relevantes para el tema especificado. La WEB y la APLICACIÓN relacionadas solo necesitan suscribirse al tema correspondiente. Puede obtener los datos.
El marco de software general se muestra a continuación:
Cuadro 1 Realización del marco de software general
Como se puede ver en la figura anterior, el software general está construido en base al protocolo MQTT, y el diagrama de topología de IoT MQTT construido de acuerdo con este marco de software se muestra en la siguiente figura:
Figura 2 Diagrama de topología de la plataforma MQTT IoT
2. Implementación del marco
Para la conveniencia de la prueba, se selecciona el PLC Siemens S7-1200 como computadora inferior y se utiliza Siemens S7 para la comunicación. La computadora superior se comunica primero con el PLC y, al mismo tiempo, se conecta al servidor MQTT y publica datos en el tema especificado.
(1) Primero cree una nueva aplicación de Windows Forms y descargue xktComm.dll de NuGet:
Descarga de Chart 3 xktComm
(2) Desarrolle el desarrollo de la interfaz de la interfaz de usuario, de acuerdo con el diseño de la función como se muestra en la siguiente figura:
Gráfico 4 Interfaz de IU del cliente MQTT
(3) Una vez que se completa el diseño de la interfaz de interfaz de usuario, se escribe el código. Aquí se usa la biblioteca mqtt de código abierto mqttnet, y todavía se descarga e instala a través de NuGet. La versión seleccionada aquí es 2.8.2. Elija una versión diferente. Habrá algunas diferencias en el uso:
Descarga de Chart 5 MQTTnet
(4) Primero realice el servidor de conexión básico MQTT y la desconexión:
(5) Cree el cuerpo del método y el objeto de procesamiento de registros según la comisión:
(6) Determinar y crear clases y colecciones de entidades de variables de comunicación:
En el proceso de desarrollo real, esto se basa en CMSPro. Este caso se utiliza para pruebas. Tome la lectura de las siguientes cuatro variables como ejemplo (los datos y la estructura de las variables pueden ser más complicados que esto en la aplicación real), como se muestra en la siguiente figura:
Tabla 1 Lista de variables de comunicación
| Número de serie |
Nombre de la variable |
Dirección variable |
Tipo variable |
| 1 |
Presión de salida |
DB100.DBD0 |
Flotador |
| 2 |
Presión de entrada |
DB100.DBD4 |
Flotador |
| 3 |
temperatura de salida |
DB100.DBD8 |
Flotador |
| 4 |
Temperatura de entrada |
DB100.DBD12 |
Flotador |
De acuerdo con esta estructura, cree una clase de entidad, como se muestra en la siguiente figura:
(7) Nuget agregó Newtonsoft.Json e introdujo una clase de conversión JSON para facilitar la conversión posterior de objetos en cadenas de formato JSON para su transmisión.
(8) Establezca una conexión entre xktComm.dll y Siemens PLC:
(9) Liberar oportunamente datos en tiempo real al tema especificado a través del temporizador:
(10) Abra el servidor MQTT en el servidor en la nube:
Gráfico 6 Inicio del servidor MQTT
(11) Ejecute el cliente MQTT, conéctese al servidor y haga clic para comenzar a cronometrar:
Figura 7 Ejecute el cliente MQTT
(12) Una vez que la conexión es exitosa, puede observar que el servidor MQTT ha recibido la información del cliente MQTT:
Figura 8 Servidor MQTT recibiendo mensajes
Tres, aplicación marco
Una vez que los datos se han cargado al servidor MQTT, si necesita obtener los datos, solo necesita desarrollar un MQTT y suscribirse a ese tema. De esta manera, el servidor MQTT enviará automáticamente la información relevante al software del cliente. Puede usar MQTT primero. Test fx. MQTT.fx es una herramienta cliente MQTT basada en Eclipse Paho y escrita en lenguaje Java que soporta la suscripción y publicación de mensajes a través de Topic. Abra MQTT.fx, ingrese la dirección correcta del servidor, número de puerto, usuario y contraseña, y suscríbase al tema más delgado, puede recibir los datos enviados por el servidor en tiempo real, como se muestra en la siguiente figura:
Gráfico 9 Aplicación MQTT.fx
Al mismo tiempo, también podemos obtener datos desarrollando páginas WEB o APPs relacionadas. A continuación se muestra una visualización de datos de una APP simple:
Gráfico 10 Datos del TIA Portal
Gráfico 11 Visualización de datos de la aplicación
Cuatro, resumen general
Este artículo se basa principalmente en el protocolo MQTT para realizar el proceso de carga de datos desde el controlador PLC local. Basado en el servidor de Alibaba Cloud, puede acceder a los datos en tiempo real del PLC local desde cualquier lugar y realizar la carga remota de datos. Este artículo está dirigido principalmente al personal de control eléctrico e industrial. Internet de las cosas está destinado a ser la tendencia de desarrollo futuro. Se recomienda que todos los ingenieros de PLC e ingenieros eléctricos dominen un lenguaje de programación, que puede que no se utilice ahora, pero que siempre se utilizará en el futuro.
Para obtener el código fuente del servidor MQTT y el cliente MQTT involucrados en el artículo, puede hacer clic en la cuenta oficial de arriba y enviar la palabra clave después de prestar atención: código fuente de comunicación MQTT .
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