工业物联网关-系统说明

系统介绍

如下图所示，网关采集终端数据，经解析，运算，组成网络报文后上送云端服务器。从下而上分别是设备数据采集层，数据缓存计算层，云端对接层。主要功能模块包括虚拟产品、设备管理，数据缓存，变量和数据区管理，系统配置，网络配置，还有Web Server。

网关功能模块

数据采集层

采集层对外接口主要是多路RS485，每一路都是独立的，同一路必须是同一类设备。例如第1路配置为Modbus-RTU,则要求对接的所有终端设备都支持Modbus-RTU，不能连接DLT-645协议的终端设备。假如第1、2路都配置为Modbus-RTU，同一路不能有一样的设备ID，不是同一路则可以。网关也支持Modbus-TCP采集功能，这时候网络接口既作为采集通道，也作为数据上行通道。

串口配置

如上图所示，数据采集层物理接口是串口，需要配置正确串口参数。软件上支持的协议有Modbus-RTU，DLT-645，transparent(透传)，也需要用户指定。另外，还要指定外部连接的设备，指定的设备须要与实现环境中连接的设备一一对应。

数据上行层

网关支持多种数据上行协议，可以对接组态软件，上位机，各云物联网平台（可定制）。支持Modbus-TCP，MQTT, HTTP等协议。用户亦可为私有服务端定制对接协议。上行通道相互独立，不同通道可以同时读取同一个设备数据，写操作会进入队列，最终是串行处理，不会冲突，但是从业务一致性来看，用户应当避免多个上层应用写同一个设备数据。

网关核心层负责数据缓存，解析，设备状态管理，用户Web 页面人机交互，网络与系统配置等功能。所有采集的数据会缓存在内存，网络断开时采集的数据也不会丢弃，如果长期断开，可能导致系统资源不足，从而产生数据被丢弃的问题。网关业务数据缓存并不支持掉电保存，用户要避免业务运行过程中频繁重启网关。

用户修改配置后，需要重启相应服务才生效。如果是网络，产品，设备相关，建议一次性修改完成后，重启网关。采集服务，数据上行服务是两个独立的服务，修改相关配置，点击网页的“重启服务”即可生效。

产品与设备

为适配现实中众多不同的设备及种类，参考其它厂商物模型概念，网关实现了虚拟的产品和设备，产品定义了需要访问的设备的类型属性等，相当于设备模板。后面添加设备时，只要指定所属产品，并自动生成设备属性等信息，简化了部署过程。

物模型

用计算机编程的概念更好理解，产品相当于类，设备相当于类对象。产品只是某一类设备的描述，而设备才是真正的实体。如下图，产品的定义主要包括：产品基本描述，数据区，属性，遥测。

产品描述

产品基本描述:

包括产品名称，唯一标识，同一个网关多个产品的名称可以一样，标识是全局唯一的，不能重复。

数据区:

数据区的概念来自传统工业设备，数据在存储中都是二进制形式，需要有特定的描述软件才能取到在存储中的目标数据。如下图所示，指定了数据区的名称和唯一标识，指定了类型，地址，长度等，软件根据这些信息定位到数据存储位置，用正确的命令操作一定长度的数据内容。

数据区配置

产品属性和遥测:

数据区的数据都是二进制形式，需要转换为用户能看得懂的内容，在传统工业领域，需要把数据转换为变量(属性)。如下图，每个属性有唯一标识，指定了数据区及位置，获取到数据后，根据值类型，字节数，字节序等描述转换为变量（属性）。

产品属性

如下图，把二进制数据转换为浮点类型的温度值，还带有单位，这样普通用户就能理解数据的含义了。需要注意的是，遥测是电力行业和Thingsboard(开源物联网平台)中的概念，与属性大体一致，区别是遥测值只读不可写，遥测值会被物联网平台保存为时间序列，后续用户可以从时间维度上看到该属性的变化。

属性值

如前面描述，同一类设备都对应同一个产品描述，设备是具体的实物，通过RS485接口与网关连接。因为设备是实物，所以设备会有上图中的当前属性值，也有下图中的在线状态。

设备列表

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