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工业物联网数据采集系统

方案介绍

1.1 系统设备构成

1.2 系统设备构成-设备层到物联网网关的数据采集

底层设备类型

  • 传感器
  • RFID
  • 控制器(PLC等)
  • 机器人
  • 驱动器(变频伺服等)

底层设备到数据采集系统的物理方式

  • RS232/RS485串口(协议包括Modbus,CANOpen, Profibus等),用于连接各类传感器、外部调试设备、Zigbee 传输设备
  • 以太网(协议包括Ethernet IP, EtherCAT, PROFINET等),用于连接各类传感器
  • USB:连接上网模块、外部存储设备、鼠标
  • GPIO:传感器
  • IEEE 1394
  • PCI-E:上网模块

1.3 系统设备构成-物联网网关之间的通信

物联网网关之间的通信方式

  • WiFi:传输速度快,耗电多,安全性差,适合民众生活
  • NFC:可以无电工作,拥有三种工作模式可切换,但是传输距离最短,适用于银行支付等隐私性较高的场合控制器
  • ZigBee:耗能和传输距离适中,组网形式多样,网络容量大,时延短,适用于物联网设备较多和实时性要求较高的场合,一般在工业物联网中应用较多

1.4 系统设备构成-物联网网关与平台之间的通信

网关与平台的通信方式

  • 工业以太网:TCP/IP 传输协议,传输速度100M,系统兼容性好,投资成本低。缺点是需要传输线,在距离较远,现场环境较复杂的地方,很容易造成传输中断.
  • 移动通信:移动通信覆盖面广,基本上有人的地方,甚至一些偏远无人区都有通信网络,物联网终端连接也比较方便。而且一些物联网设备要处于移动状态,移动网络也支持终端的移动性。所以当物联网设备有远距离通信的需求时,移动网络是一个好的选择。

1.5 系统设备构成-物联网网关的操作系统

网关操作系统

  • Android:一种基于 Linux 的操作系统,主要用于移动设备,其架构分为应用层、应用框架层、系统运行库层和 Linux内核层。随着 Android 版本的更新,Android 也成为了物联网标准操作系统之一,因为Android 的开源,物联网设备制造商能在底层对本厂生产的物联网硬件进行软件的驱动定制和优化,并且 Android 系统不收费,可以很好的兼容不同尺寸的设备,开发便利.
  • Windows Embedded 操作系统是微软公司开发的一款嵌入式操作系统,它以组件化的形式提供了 Windows 操作系统的功能。图形用户界面优秀,对用户友好,和桌面操作系统操作差别不大,好上手.缺点是GUI 不开放,占用 RAM 空间大,最主要的问题是使用 Windows CE 需要缴纳版权费用
  • Linux 系统是支持多用户、多任务、多线程和多 CPU,Linux 是一款开源操作系统,所以嵌入式 Linux 可以根Linux 操作系统进行裁剪修改,使它所占用的空间较小,能在硬件性能比较弱的设备上运行,从而满足嵌入式设备对操作系统的要求。嵌入式 Linux 最大特点是版权免费,这使得使用厂商可以节约相当一部分成本。除此之外,嵌入式Linux 的应用开发周期短,有全世界的自由软件开发者提供技术支持,网络支持好,这些优点都使 Linux 操作系统在嵌入式领域占据一席之地。
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