助力中小企業級連雲端，促進工業互聯網平臺蓬勃發展，全套解決方案。附：技術產品

時間 2019-11-07

標籤助力中小企業雲端促進工業互聯網平臺蓬勃發展全套解決方案技術產品简体版

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目錄mysql

1.概述android

2.整體方案git

3.Super Link N1 一體化智能網關github

4.ServerSuperIO物聯網通信框架算法

5.SuperRTDB高性能實時數據庫sql

6.SuperView Web組態數據庫

7.行業領域應用canvas

8.接入雲端瀏覽器

9.工業互聯網平臺緩存

10．結束語

1．概述

通過兩年多團體的努力，四個產品終於面世了，作產品不容易，作好產品更不容易，最終造成了體系化的解決方案。下面具體介紹。

行業大數據平臺以及工業互聯網平臺的發展是必然趨勢，結合本身的工做經驗，在之前的BLOG中分析過，在此再也不贅述。國外的工業平臺以GE的Predix、西門子的MindSphere、ABB的 Ability爲表明。從基礎工業作起，而且有不少工業標準是他們制定的，建設工業互聯網平臺是從底層逐步向高層發展的必然選擇，套用中國的說法是「工業+互聯網」。中國的狀況不同，一是工業基礎比較差，二是PLC層面國外廠家佔據明顯優點，國外的工業互聯網平臺大軍進入中國，至關於整個工業生態都被國外企業所壟斷，若是真是這個局面，那麼「智能製造2025」就是一句空話。對工業相關政府部門以及工業企業的迫切性是顯而易見的，不論是「彎道超車」仍是「變道超車」，要找到一個切入點從而帶動總體工業提高，也就是如今國家層面大力提倡的「互聯網+工業」，也在推進「工業互聯網平臺」的建設。最近中國完成部署四臺根服務器，以及推廣IPV6的建設，這一系列的動做是組合拳。可能有些人狹隘的理解「工業互聯網平臺」只是一個雲端平臺，若是對標國外相關企業的狀況，而是從底層到雲端的體系化、標準化改變與提高。

若是在工業領域有所大做爲，那麼「工業互聯聯網平臺」是大公司的標配。這取決於需求方思惟方式的改變，縱向從底層到頂層的總體架構、橫向和數據流向不一樣業務系統異構集成，做爲生產企業他們沒有獨立能力完成革命性的升級、改造，猶如當年調製解調（貓）到網線和光纖傳輸數據同樣，如今比當年更須要勇氣和能力去整合資源。「工業互聯網平臺」是大公司綜合素質的體現，可是並不能狹隘的理解爲必定要讓生產企業上雲平臺，而是用「工業互聯網」的思惟去爲用戶服務。「工業互聯網平臺」最直接面向的兩大用戶羣體：生產企業和爲生產企業服務的中小企業，其餘用戶是從這兩類用戶基礎上衍生出來的，例如：研究機構、上下游企業等。

無論作什麼系統和平臺都涉及到技術與業務，能把技術和業務都作的很好的公司不多，可是要想走的遠，要學會技術和業務兩條腿走路。「工業互聯網平臺」時代面臨着技術重構和業務重構，在技術方面，須要使用物聯網、分佈式、大數據、實時計算、級聯數據傳輸與控制等技術重構；在業務方面，須要整合不一樣的業務系統，例如：煤炭行業的6大系統的整合、冶金行業的整個工藝生產過程當中涉及到各系統的整合等，可是業務的整合須要不斷的迭代、完善的長期過程。

總之，在變革時代，從底層到頂層鏈路上的任何節點都有突破的機會。小公司沒有建設平臺的能力，可是不妨礙他們使用「工業互聯網平臺」和「工業互聯網思惟」去整合資源。下面介紹Super Link、ServerSuperIO、SuperRTDB和SuperView四個產品以及方案，幫助中小企業級聯雲平臺或是本身建設行業雲平臺。

2．整體方案

「工業互聯網平臺」大致分爲：邊緣區域和雲端區域。針對生產企業和爲生產企業服務的中小企業建設平臺須要付出高昂的成本，因此在此不討論雲端建設問題，從技術體系提供邊緣區域的總體建設方案。整體方案，以下圖：

圖邊緣區域整體建設方案（橙色部分爲實際產品）

橙色部分的Super Link、ServerSuperIO、SuperRTDB和SuperView四個產品組成了邊緣區域的總體解決方案以及對接工業雲平臺，爲可持續交付業務提供基礎的技術支持；產品之間定義了標準的協議接口，根據生產企業的實際應用場景隨意組合，像搭積木同樣實現產品之間的對接；方案的整體思路是下降成本、提升項目的實施效率。

3．Super Link N1 一體化智能網關

一體化智能網關向下直接採集設備或傳感器的數據，向上與ServerSuperIO或雲端對接。市場上網關產品不少，大體爲分三類：純小型主機，內嵌軟件所有自主開發；純硬件接口，實現數據透明轉發；不只僅是主機，內嵌插件化數據採集框架和管理系統等。Super Link N1型一體化智能網關集成了四大產品：（1）C/C++開發插件化數據採集框架，高效採集和靈活配置；（2）嵌入式實時數據庫，提供高效持久化數據服務；（3）嵌入式Web組態服務，即採集即顯示，支持觸摸屏和遠程訪問；（4）Web管理系統，能夠遠程對網關進行管理和配置，以及在線升級服務。

（1）硬件配置

工業級X86和ARM9 32 位 400MHz 處理器，全部應用支持跨平臺
128MB DDR2 SDRAM，256MB Flash
2個10/100M自適應工業以太網接口
8個RS485串行接口
1個CAN2.0 B 接口
WIFI無線局域網支持
GPRS/3G/4G遠程無線數據傳輸支持
USB2.0 主接口支持
大容量SD存儲卡接口
2路DI、2路DO
內置實時時鐘（RTC）蜂鳴器
內置溫度傳感器及硬件加密
預裝Linux3.6
支持 -40～80℃ 工業寬溫應用

（2）插件化數據採集框架

已經支持的協議OPC、Modbus、DNP、IEC-10一、IEC-10三、IEC10四、IEC61850。

硬件接口支持以太網、Wifi、NB-IOT、RS232/RS48五、CAN、LonWorks、Profibus。

工程實施中搭配二次開發設備數據採集插件驅動，掛載到網關內運行。

（3）嵌入式實時數據庫

嵌入式實時數據庫是在SuperRTDB實時數據庫的基礎上進行裁剪開發的。

支持秒級別數據存儲。

支持2萬點秒級存儲。

支持有損壓縮和無損壓縮，壓縮效率達1/30～1/50，壓縮效果可由參數設置。

系統支持整型、浮點型、布爾型等數據類型。

（4）嵌入式Web組態

與SuperView是同一個產品，支持跨平臺部署，在後面詳細介紹。

（5）Web管理系統

嵌入式管理系統能夠經過瀏覽器遠程對網關設備進行全面管理。支持7大功能模塊：工程管理、綜合監控、故障診斷、通道監視、系統工具和用戶管理。以下圖：

圖工程管理

圖設備及協議

圖設備詳細狀況

圖通道監視

圖狀態監測

4．ServerSuperIO物聯網通信框架

ServerSuperIO向下能夠採集傳感器或設備的數據或接收Super Link網關上傳的數據，向上與雲端對接，在方案中起到中斷器的做用。僅是一個IO通信框架自己不太具有現實使用意義，必須考慮到多協議多通信機制與設備交互、數據完整性校驗、設備之間的交互、不一樣層級部署的級聯交互等。ServerSuperIO不只僅是通信框架，首先是以設備（傳感器）爲核心構建的框架，設備（傳感器）的協議無關性，能夠隨意掛載設備驅動在框架下運行。因此ServerSuperIO本質上協調設備驅動（協議）、IO通道（COM和NET）、運行機制（模式）之間的協調機制，使之無縫結合、運行。以下圖：

圖採集與級聯結構

ServerSuperIO特色以下：

輕型高性能通訊框架，適用多種應用場：輪詢模式、自控模式、併發模式和單例模式。
支持協議驅動器，能夠按規範寫標準協議和自定義協議。
支持發送數據緩存器，支持命令緩存重發和按優先級別發送。
支持協議過濾器，按規則篩選數據，而且能夠承繼接口，自定義過濾方式。
支持接收數據緩存器，能夠緩存不符合過濾器的數據，和下次接收數據進行拼接。
支持按設備命令優先級別進行調度設備，保證有高級別命令的驅動及時發送。
支持一個設備驅動，同時適配串口和網絡兩種通信方式，能夠監視IO通道數據。
支持一個設備驅動，在網絡通信時適配TCP Server和TCP Client兩種工做模式。
支持WebSocket，進行數據採集與轉發。
支持多設備共享同一個IO通道進行通信。
支持定時清理超時的網絡IO通道。
支持顯示視圖接口，知足不一樣人機對話的需求。
支持服務組件接口，例如：4-20mA輸出、LED大屏顯示、短信服務、以及多功能網關服務。
設備驅動與設備驅動，設備驅動與服務器（雲端）能夠實時雙向交互，上傳數據和指令下發。
支持OPC Server和OPC Client。
支持建立多服務實例，完成不一樣業務的拆分。
支持跨平臺部署，能夠運行在Linux和Windows系統。
支持SuperRTDB、eDna和CoreRT實時數據庫。
支持mysql、oracle、sqlserver和sqlite數據庫。

Designer IDE是在ServerSuperIO基礎開發的，支持掛載設備驅動和服務驅動、OPC Server/Client、數據轉發客戶端/服務端、支持標準的Modbus協議驅動等。之前專一於ServerSuperIO基礎框架的開發，側重於框架的性能、擴展性、功能等，Designer IDE使整個框架操做更簡單、易用。基於ServerSuperIO開發的設備驅動或服務驅動，能夠掛載到IDE下運行。以下圖：

圖主程序

經過ServerSuperIO OPC Client讀取數據信息，並把數據信息存儲到實時數據庫或關係數據庫。以下圖：

圖 OPC DA Client配置

把設備驅動或OPC Client讀上來的數據，經過OPC Server爲其餘系統提供可訪問的接口，能夠選擇輸出數據的設備點表或OPC Client點表。以下圖：

圖 OPC DA Server輸出數據

數據轉發（客戶端）能夠增長轉發任務，主動鏈接其餘服務器端，而且根據設備點表和OPC Client點表配置要轉發的數據，能夠實現物聯網建設的級聯以及直接鏈接雲端。以下圖：

圖數據轉發（客戶端）

數據轉發（服務端）支持遠程客戶端主動鏈接ServerSuperIO，並針對已經鏈接的終端設備（PC機、手機、Web業務系統等）轉發設備點表和OPC Client點表的數據，實現數據向終端的分發。以下圖：

圖數據轉發（服務端）

5．SuperRTDB高性能實時數據庫

ServerSuperIO與SuperRTDB直接對接，做爲存儲設備實時數據，是邊緣區域存儲利器，配置關係數據使用可以達到很好的效果，不斷知足用戶提出的業務需求。以下圖：

其特色以下：

（1）具備超大的內存管理能力，能夠管理TB級的內存

（2）支持高併發秒級數據存儲

（3）時間戳分辨率能夠達到微秒級

（4）支持旋轉門壓縮算法和可行域壓縮編碼

（5）服務器（志強CPU2.4內存64g）支持300萬點同時寫入存儲

（6）強大的補寫歷史功能，同時支持隨機補寫歷史

（7）支持有損壓縮和無損壓縮，壓縮效率達1/50～1/100，壓縮效果可由參數設置

（8）系統支持整型、浮點型、布爾型等數據類型

（9）支持128位長點名，支持中文點名及描述

（10）支持數據備份和恢復，已有歷史數據移植

（11）完整的二次開發接口：C/C++ API；JAVA SDK；.NET SDK；Python SDK; Web API

（12）跨平臺運行，支持Windows和Linux平臺，X86和ARM的CPU框架。

SuperRTDB未來的發展方向是分佈式的實時數據庫，爲邊緣區域建設大數據平臺提供強有力的保障。

6．SuperView Web組態

SuperView主要用於HMI人機對話顯示的數據監測，能夠部署在Super Link嵌入式網關內與採集服務進行交互、部署在主控室PC機或服務器端與ServerSuperIO進行交互，用於完成不一樣層次的數據實時監測，支持數據秒級刷新。與傳統組態對比，以下圖：

圖組態對比

SuperView擁有豐富的圖元，支持svg和canvas二次開發的圖元導入，知足不一樣行業、領域、場景的快速組態顯示的需求。以下圖：

圖組態圖元

圖組態編輯界面

7．行業領域應用

針對行業領域應用要麼以技術爲切入點、要麼以業務爲切入點，業務須要長期積累的過程，很好的技術體系可以支撐業務的快速發展，以及在項目中很好的控制項目進度、項目成本和項目風險。以上產品體系組成的解決方案，能夠幫助各行各業在邊緣區域進行體系化建設以及進行業務開發，同時爲未來鏈接「工業互聯網平臺」提供持續接入的能力。

爲工業的冶金、電力、煤炭、加工製造等，以及爲民用的智能家居、智能樓宇、智能社區、車聯網、環保、農業等領域提供綜合的解決方案。

8．接入雲端

接入雲端有兩種方式：Super Link網關直接鏈接雲端、企業部署ServerSuperIO統一整合數據鏈接雲端。若是雲端也部署了ServerSuperIO，那麼能夠實現從底層到雲端的無縫級聯，從而實現一體化的解決方案。

接入雲端涉及到傳輸協議，通常協議包括：HTTP、MQTT和OPC DA/UA，azure支持OPC UA服務。無論什麼協議都會涉及到實時數據傳輸、數據的壓縮與加密、數據補傳，以及歷史數據上雲的問題，要求保證明時性、穩定性和安全性。

9．工業互聯網平臺

有人問：互聯網與工業互聯網有什麼區別？這個問題太大，可能只有專家才能回答。通俗易懂的解釋：「互聯網」能夠拿PPT把故事講的很美，可是「工業互聯網」必須作實而且不是中小企業可以建設的。

「工業互聯網」剛剛起步，相似當年「互聯網」起步階段，未來發展成什麼程度還沒法預測。東方國信緊扣時代契機，成立「工業互聯網研究院」，而且積極推進「工業互聯網平臺」的建設與發展。最近東方國信中標工信部重點項目《信息物理系統關鍵技術測試驗證能力提高和行業試驗牀建設》，是推進「工業互聯網平臺」建設過程當中在具體行業的落地應用。

10．結束語

任何技術方案最終都是爲用戶提供有價值的服務，對於企業來說宗旨是提升效率和下降成本。以上的技術方案，是爲新時代的發展提供基礎支持。

物聯網&集成技術(.NET) QQ羣：54256083

ServerSuperIO 3.0 開源地址：https://github.com/wxzz/ServerSuperIO

官方網站：http://www.bmpj.net/