基于智能倉庫輸送線的通信網(wǎng)絡與應用一、任務描述二、調試一、任務描述制造領域市場巨大，物聯(lián)網(wǎng)技術賦能制造業(yè)，主要體現(xiàn)在數(shù)字化以及智能化的工廠改造上，包括工廠機械設備的監(jiān)控和工廠環(huán)境的監(jiān)控。如圖XX所示，利用數(shù)字孿生技術（虛實結合）、工業(yè)網(wǎng)絡技術（現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、無線通信）、數(shù)據(jù)采集技術、大數(shù)據(jù)技術，完成智能物流設備運行前的設備通信，生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)采集及上傳。圖1智能倉庫輸送線一、任務描述1.入庫流程入庫流程主要是在虛擬輸送線和實際物理設備的配合下，將物料輸送至立體庫的過程。其中組盤上料過程和物料輸送過程中的信息核對過程需要人工參與，具體運行流程如圖所示。圖2入庫流程一、任務描述2.出庫流程出庫流程主要是在虛擬輸送線和實際物理設備的配合下，將物料由立體庫輸送至物料出口的過程。其中物料輸送過程中的信息核對過程需要人工參與，具體流程如圖所示。圖3出庫流程一、任務描述3.盤點流程盤點流程主要是在虛擬輸送線和實際物理設備的配合下，將物料由立體庫出庫，并在輸送線某位置處完成數(shù)量統(tǒng)計后再回庫的過程。其中數(shù)量統(tǒng)計過程以及信息錄入過程需要人工參與，具體流程如圖所示。圖4盤點流程二、調試1.硬件選型及匹配圖5硬件對應選型二、調試2.網(wǎng)絡規(guī)劃分析分析要點：表1網(wǎng)絡通信備選方案序號通信對象連接線纜通信方式一、電子式電能表1.1香蕉頭疊插連接線RS4851.2香蕉頭疊插連接線RS4851.3香蕉頭疊插連接線RS4851.4香蕉頭疊插連接線RS485-ISOonTCP1.5（*）香蕉頭疊插連接線RS485二、調試表1網(wǎng)絡通信備選方案（續(xù)）序號通信對象連接線纜通信方式二、步進電機（驅動器）2.1——RS4852.2——IO（需要改線）2.3——LoRa→IO2.4(*)——RS485二、調試3.網(wǎng)絡結構設計及組態(tài)圖6網(wǎng)絡結構設計二、調試4.設備狀態(tài)監(jiān)控智能倉儲觸摸屏要求①控制——運行啟停、運行模式選擇（電氣、WMS）、工作模式選擇（入庫、出庫、盤點）、初始化/復位按鈕。②監(jiān)測——電壓電流狀態(tài)、編碼器輸出位置、位移傳感器的波動值、掃碼槍和RFID的標簽值、當前庫存物品數(shù)量。圖7觸摸屏示意二、調試5.數(shù)據(jù)包傳遞分析挑選其中一個典型的數(shù)據(jù)，如掃碼值，描述從底層的數(shù)據(jù)/幀生成、上傳到PLC控制器。表2數(shù)據(jù)包傳遞分析序號數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)去向變換通信方式通信數(shù)據(jù)1掃碼槍串口服務器無RS232接口/無協(xié)議使用RS232串口調試線接入掃碼器通信串口，需要安裝CDM21228驅動使用串口調試助手，調整到對應的COM口，設置通訊參數(shù)9600,n,8,1，然后打開串口，轉動二維碼轉子可以獲取到數(shù)據(jù)，取消勾選ReciveAsHEX可以看到ASCII字符使用Wireshark進行串口通訊數(shù)據(jù)包抓取，選擇USBPacp接口，開始抓取數(shù)據(jù)，然后轉動二維碼轉子，掃碼槍掃描到數(shù)據(jù)后停止抓取數(shù)據(jù)，篩選ftdi-ft協(xié)議，找到攜帶數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包二、調試表2數(shù)據(jù)包傳遞分析（續(xù)）序號數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)去向變換通信方式通信數(shù)據(jù)2串口服務器PLC串口通信→網(wǎng)口通信TCP使用網(wǎng)線連接PC機與串口服務器的局域網(wǎng)并且IP地址為同一網(wǎng)段，掃碼槍恢復到串口服務器COM2接口使用網(wǎng)絡調試助手，選擇TCPClient，IP地址為，端口號為2008，然后連接，轉動二維碼轉子可以獲取到數(shù)據(jù)，取消勾選ReciveAsHEX可以看到ASCII字符使用Wireshark進行網(wǎng)絡通訊數(shù)據(jù)包抓取，選擇以太網(wǎng)接口，開始抓取數(shù)據(jù)，然后轉動二維碼轉子，掃碼槍掃描到數(shù)據(jù)后停止抓取數(shù)據(jù)，篩選TCP協(xié)議，找到源IP地址為，目的地址為PC機IP地址，數(shù)據(jù)長度Len不為0的數(shù)據(jù)包二、調試6.系統(tǒng)優(yōu)化根據(jù)表2數(shù)據(jù)內(nèi)容，掃碼槍的通信過程是將掃描到的數(shù)據(jù)通過RS232串口發(fā)送到串口服務器中轉轉化為TCP通信發(fā)送到PLC。根據(jù)表3數(shù)據(jù)內(nèi)容可以得到掃碼槍掃描得到數(shù)據(jù)的時間在整個通信時間中占比1%，而通過串口服務器中轉發(fā)出的時間占比99%。優(yōu)化掃碼槍掃描到數(shù)據(jù)后不經(jīng)過串口服務器中轉提高數(shù)據(jù)采集效率。表3數(shù)據(jù)通信時間數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)去向通信方式時間/ns通信時間占比截圖掃碼槍串口服務器RRS232/無協(xié)議0.010691%串口服務器PLCTCP1.01676699%基于智慧工廠環(huán)境的通信網(wǎng)絡與應用一、任務描述二、調試一、任務描述制造領域市場巨大，物聯(lián)網(wǎng)技術賦能制造業(yè)，主要體現(xiàn)在數(shù)字化以及智能化的工廠改造上，包括工廠機械設備的監(jiān)控和工廠環(huán)境的監(jiān)控。如圖1所示，利用工業(yè)網(wǎng)絡技術（現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)、無線通信）、數(shù)據(jù)采集技術、大數(shù)據(jù)技術，完成對生產(chǎn)制造環(huán)境的全方位監(jiān)測以及數(shù)據(jù)的可視化展示。圖1智慧工廠一、任務描述具體監(jiān)測要求如下：（1）生產(chǎn)環(huán)境質量監(jiān)測①場外風速，可用電位計模擬代替；②場內(nèi)溫度、濕度、噪聲；③場內(nèi)語音播報情況。（2）生產(chǎn)線狀態(tài)監(jiān)測①工廠生產(chǎn)現(xiàn)場監(jiān)控②生產(chǎn)線事件數(shù)量上傳、具體事件信息；③生產(chǎn)線當前生產(chǎn)狀態(tài)：正常、故障等。（3）能源消耗監(jiān)測①生產(chǎn)線能耗分析；②生產(chǎn)線實時功率監(jiān)測。二、調試1.硬件選型及匹配圖2硬件對應選型二、調試2.網(wǎng)絡規(guī)劃分析（1）傳感器網(wǎng)絡規(guī)劃表1網(wǎng)絡通信備選方案序號通信對象連接線纜通信方式一、溫濕度傳感器1.1香蕉頭疊插連接線RS4851.2香蕉頭疊插連接線RS4851.3香蕉頭疊插連接線RS4851.4香蕉頭疊插連接線RS485-ISOonTCP1.5（*）香蕉頭疊插連接線RS485二、調試表1網(wǎng)絡通信備選方案（續(xù)）序號通信對象連接線纜通信方式二、噪聲傳感器2.1香蕉頭疊插連接線RS4852.2香蕉頭疊插連接線RS4852.3香蕉頭疊插連接線RS4852.4香蕉頭疊插連接線RS485-ISOonTCP2.5（*）香蕉頭疊插連接線RS485二、調試表1網(wǎng)絡通信備選方案（續(xù)）序號通信對象連接線纜通信方式三、電子式電能表3.1香蕉頭疊插連接線RS4853.2香蕉頭疊插連接線RS4853.3香蕉頭疊插連接線RS4853.4香蕉頭疊插連接線RS485-ISOonTCP3.5（*）香蕉頭疊插連接線RS485二、調試表1網(wǎng)絡通信備選方案（續(xù)）序號通信對象連接線纜通信方式四、電位計4.1硬接線IO4.2硬接線IO→LoRa五、監(jiān)控攝像頭5.1無線WiFiTCP5.2網(wǎng)線TCP二、調試（2）數(shù)據(jù)展示平臺規(guī)劃表2數(shù)據(jù)展示平臺序號平臺示意圖相關硬件——平臺名稱1有人4GDTU——“有人云控制臺”2浪潮斥候網(wǎng)關——“浪潮云州數(shù)據(jù)采集平臺”3浪潮斥候網(wǎng)關——“IIoT工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺”4浪潮斥候網(wǎng)關——“設備監(jiān)控運維平臺TMS”二、調試表2數(shù)據(jù)展示平臺（續(xù)）序號平臺示意圖相關硬件——平臺名稱5

浪潮網(wǎng)關——一體機——“大數(shù)據(jù)平臺”6旋思網(wǎng)關——“SymLink網(wǎng)管軟件”7旋思網(wǎng)關——“PQFusionMES”8監(jiān)控攝像頭——螢石云平臺9監(jiān)控攝像頭——海康威視iVMS本地監(jiān)控軟件二、調試3.網(wǎng)絡結構設計及組態(tài)（1）硬件條件圖3網(wǎng)絡結構設計二、調試（2）最終實施方案圖4網(wǎng)絡實施方案二、調試（3）串口接線圖圖5接線示意圖6實際接線二、調試4.數(shù)據(jù)可視化大屏設計圖7觸摸屏實施（PLC信息收集）二、調試圖8數(shù)據(jù)大屏規(guī)劃圖圖9數(shù)據(jù)大屏實施圖二、調試5.數(shù)據(jù)包傳遞分析挑選其中一個典型的數(shù)據(jù)，如風速（電位計的電壓模擬量），描述從底層的數(shù)據(jù)/幀生成，到上層的API接口的數(shù)據(jù)格式。表3數(shù)據(jù)包傳遞分析序號數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)去向變換通信方式通信數(shù)據(jù)1電位計LoRa采集器0-10V→0-4095I/O2LoRa采集模塊LoRa模塊無無線透傳3LoRa模塊PLC0-4095→1-10MODBUS二、調試表3數(shù)據(jù)包傳遞分析（續(xù)）序號數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)去向變換通信方式通信數(shù)據(jù)4PLC斥候網(wǎng)關無PROFINET斥候網(wǎng)關設置完成后，選擇系統(tǒng)管理-工具-網(wǎng)絡抓包，抓包接口選擇LAN，抓包個數(shù)可以填入100，其他默認，點擊開始抓包，然后下載抓包文件使用wireshark分析工具打開抓包文件，篩選s7comm通信協(xié)議，選擇源IP和目的IP互為、0的臨近交互數(shù)據(jù)包點擊源IP為0，目的IP為的數(shù)據(jù)包，選擇S7Communication-Parameter找到數(shù)據(jù)塊地址對應為風速的項Item[]點擊源IP為，目的IP為0的數(shù)據(jù)包，選擇S7Communication-Data找到對應的項Item[]，打開項對應的Data即為數(shù)據(jù)得到的數(shù)據(jù)為十六進制，根據(jù)實際的數(shù)據(jù)類型為float進行轉化，使用在線進制轉換得到值/hexconvert/二、調試表3數(shù)據(jù)包傳遞分析（續(xù)）序號數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)去向變換通信方式通信數(shù)據(jù)5斥候網(wǎng)關Iot平臺無MQTT使用wireshark分析工具打開抓包文件，篩選mqtt通信協(xié)議，選擇源IP為0,目的IP為11的數(shù)據(jù)包選擇PublishMessage中Message即為數(shù)據(jù)包，右側也可以看到完整的十六進制數(shù)據(jù)以及轉化后的ASCII字符使用MQTTX軟件連接MQTT服務器11:1883，通過訂閱相同Topic可以獲取數(shù)據(jù)內(nèi)容二、調試表3數(shù)據(jù)包傳遞分析（續(xù)）序號數(shù)據(jù)來源數(shù)據(jù)去向變換通信方式通信數(shù)據(jù)6Iot平臺可視化大屏無API根據(jù)iot平臺生成ProductKey和DeviceName拼接生成完整的API接口參數(shù)，點擊數(shù)據(jù)過濾即看到完整數(shù)據(jù)（subDeviceName=網(wǎng)關子產(chǎn)品的ProductKey+網(wǎng)關子設備的DeviceName）/chameleon/proxy/gateway/iiot-deviceshadow/deviceProperty/findLatestPropertiesValue?client_id=chanjiao&client_secret=!QAZse4@W3a?&api_host=11:60000&deviceName=GdXzckSORESsWFp&subDeviceN