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怎样使用无线 I/O 网关搭建物联网系统
(发布日期:2019/7/9) 来源: 宜科(天津)电子有限公司
 

记得两年前我们曾经报道过一款名为Spider67 Mobile的现场级无线 I/O 产品,它能够帮助用户将设备现场的各类信号,通过移动无线通讯网络直接接入远程云端的数据系统,实现各种物联网应用。我当初撰文时“猜想”这款产品可以为企业与底层设备元件之间的信息交互提供一种独立于传统的自动化控制系统、不受现场复杂的元件线路和位置分布限制的物联网技术手段。

那么,对于用户来说,在使用 Spider67 Mobile 这样的无线 I/O 网关集成物联网系统时,大致会是怎样的应用过程呢?本期,我们基于我们手头掌握的产品信息,来和大伙简单聊聊。

先来看一下整个 Spider67 Mobile 系统的架构和组成。

从上图这张架构图看,Spider67 Mobile 系统从设备现场到终端平台主要由 I/O 组件、目标数据池和操作终端...等几个部分组成。系统大致的工作流程是,部署在现场的 I/O 组件将信号通过无线通讯统一与目标数据池进行交互,用户则可以通过终端平台访问数据池,对现场设备进行访问和操作。

I/O 组件主要就是 Spider 系列的现场 I/O 了,分为移动无线和总线通讯两种版本。前者可通过 Wi-Fi 或 4G 直接接入移动通讯网络,标配 16 DI/DO,同时搭载了标准现场总线端口用于本地 I/O 可扩展;后者为用户提供了更多的 I/O 选项,包括数字量、电压型和电流型模拟量的输入输出,但在通讯接口上就只有传统现场总线的选项。用户可以将多个现场 I/O 通过现场总线串接到一个 Spider67 Mobile 模块上,并以它作为网关接入通讯网络。

目标数据池的作用是直接与现场 I/O 进行实时交互,并存储数据,为终端应用系统访问现场设备提供缓冲数据接口。Spider67 Mobile 默认的数据池是 ELCO 的  IoT Hub™,在这种情况下,用户一般是不会感受到这个数据池的存在的,因为 Spider67 Mobile 网关与  IoT Hub™ 之间的通讯是在无需配置的情况下自动完成的。

操作终端方面,Spider67 Mobile 为用户提供了基于 IoT Hub™ 的应用配置管理平台。用户只需登陆相应账号,便可对已部署的现场 I/O 系统进行各种访问操作,如:添加设备组件、参数配置、数据展示、阈值设定...等等。

按照我的理解,Spider67 Mobile 系统的应用大概会是这样一个流程:

首先自然是硬件布局。用户需基于系统的 I/O 点数、类型和地理位置的分布在现场布置相应数量的 Spider67 的 Mobile 和总线扩展模块,并将需要接入系统的设备元件连接到这些 I/O 模块上。这与一般自动化系统中 I/O 的使用是一样的。

接下来,如果用户选择使用 Spider67 Mobile 的标准服务,官方会为其提供一个(套)与网关 ID 匹配的应用账号,包括管理员和使用者,用以访问 Spider67 Mobile 的应用配置管理平台。

据了解,在使用标准服务的情况下,应用配置管理平台是可以通过 IoT Hub™ 自动识别和检测到现场已经上电的 Spider67 Mobile 网关的,因此用户并不需要对现场 I/O 进行通讯协议方面的设置。因此,用户登陆应用配置管理平台后,用户首先要做的,是根据应用需要对现场的 I/O 模块进行组态和设定。

目测这里所说的组态大概包含这与几个方面:

  • 为各个 Mobile 网关扩展总线型 Spider67 I/O 模块;

  • 标定 I/O 端口数据的物理含义及工程单位;

  • 设定模拟量信号与实际物理值之间的换算关系;

  • 设置输入数据的在展示方式,如:图形、表格、曲线...

定义输出数据的逻辑关系,如:基于阈值的报警信号...

完成上述 I/O 模块的组态配置以后,用户再登陆应用终端平台,就可以使用数据趋势图表和阈值报警...等功能对现场设备实施远程监控和管理了。

可以看到,用户在使用 Spider67 Mobile 系统服务搭建物联网系统时,基本不需要对现有设备进行任何调整,也并不要求具备十分专业的 IT 技术能力,加上前面所说的独立于传统的自动化控制系统和不受现场复杂的元件线路和位置分布限制的特点,它其实为很多传统应用领域的信息化转型升级提供了另一种比较现实有效的方法。

而如果用户具备一定的 IT 系统集成能力,也完全可以基于自身定制化需求开发一套定制化的应用操作平台,并将 Spider67 Mobile 现场级 I/O 整合到其中。据了解,针对这种情况下,官方会为用户提供相应的 I/O 模组配置工具,用于帮助实现 Spider67 Mobile 网关与用户自定义平台的协议对接。显然,这就是另外一种非标的服务模式了。

就目前公布的资料看,Spider67 Mobile 系统所展示出来的功能,主要还是集中在各类检测和监控类的应用场合,例如:

  • 对设备工作电流、电压、工作温度、振动、液位及压力等状态等采集监控;

  • 对车间、仓库、地下车库、城市管廊...等区域的温湿度采集;

  • 对工业、民用热力管网、蒸汽管网...等集中管道区域热力及流量监控;

  • 对工厂、户外、公共区域...等有毒有害气体、空气颗粒物、水质污染源的监控;

  • 对户外气象站提供包括光照、雨量、风向、风力、PM值...等气象数据进行采集;

  • ...

     

目测官方未来应该会针对用户需求基于现有系统框架持续进行各种应用功能的升级,如:数据评估与分析、预测性维护、扩展 5G 通讯能力...等等。

当然,这就是后话了...


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