连接 N3uron 与 MQTT 和 Modbus 支持设备
介绍
在工业自动化中，Modbus 是最常见的协议之一。MQTT 由于其众多特性，已成为工业自动化中物联网的领先协议。其轻量级设计、高效性、可扩展性和对异步消息传递的支持尤为突出。在 MQTT 中，设备仅在有可报告事件时才进行通信，这与持续更新检查形成对比。这种事件驱动的方法，结合异常报告——仅在数据偏离正常值或特定触发器时发送数据——节省了带宽和资源，为关键物联网应用优化了数据传输。
Edge Box RPi 200 和 N3uron Duo 的强大组合通过提供强大的连接性和数据处理能力，促进了高效的工厂管理。本 Wiki 强调了 Modbus TCP 在工业环境中的重要性，突出了 MQTT 设备的无缝集成以进一步增强连接性。
先决条件
硬件
| Edge Box RPi 200 |
|---|
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软件
我们强烈建议学习 N3uron 入门指南。它提供了导航 N3uron Web 界面的基本见解，理解 Web UI 和 Web Vision 模块等概念，掌握标签的概念，以及创建基本仪表板。如果您还没有探索这些基础知识，建议在进一步操作之前先了解这些内容。您可以通过提供的链接访问该指南。
配置以太网设置
由于您的 PLC IP 域与无线设置不同，您可能需要手动更改 IP 配置。为此，
- 步骤 01：运行以下命令：
sudo nano /etc/dhcpcd.conf
- 步骤 02：然后根据您的 PLC 网络域配置以太网端口设置，并使用 'metric' 命令设置优先级。最低的 metric 值具有最高优先级。
Modbus 模块创建和配置
在 N3uron 的 WebUI 界面中创建模块实例
- 步骤 01：在导航面板中，选择 Config。
- 步骤 02：在资源管理器面板中，选择 Modules。
- 步骤 03：点击模型菜单并选择 New Module。
- 步骤 04：实例可以使用任何名称，但在本示例中，我们将使用 ModbusClient。
- 步骤 05：将模块类型属性设置为 ModbusClient。其余属性保持默认值，然后点击 Save。
通道创建和配置
- 步骤 01：在创建的 Modbus 客户端和模型下，选择 New Channel。将通道名称设置为 Client。
- 步骤 02：现在，我们将使用 Modbus TCP 与 PLC 进行通信。请提供 PLC 的 IP 地址和端口地址。
如果您使用 Modbus RTU，需要考虑各种配置。为此，您需要提供 COM 端口、波特率等详细信息。有关在 N3uron 上配置 Modbus RTU 和 TCP 协议的更多信息，请参考提供的指南。
- 步骤 03：添加设备：每个通道可以有一个或多个设备。为设备设置一个名称并继续配置。在这种情况下，设备名称是 PLC。
- 步骤 04：您可以通过此界面调整一些设置。您可以从此链接找到更多详细信息。但是，在这种情况下，我们将保持它们不变。
标签配置
- 步骤 01：转到 WebUI，选择 Config，然后点击 Tag。在模型部分，点击菜单并选择 New Tag。将其命名为 Q1。通常 Q 用于表示输出线圈。
- 步骤 02：然后您需要进行以下配置。
- Source：Enabled/Yes
- Module Type：ModbusClient
- ModuleName：ModbusClient
- Config：Device：Client/PLC
- Modbus 地址：008931
- Data type：Boolean 然后保存。
建议参考 PLC 或设备制造商关于 Modbus 地址的数据表。在那里，您将找到有关输入、输出和保持地址的详细信息。根据这些规范，应在标签配置中的 Modbus 地址行进行调整。例如，如果制造商将输出线圈 Q1 标记为 8193，则地址应配置为 008193。同样，如果网络输入表示为 1 且为线圈类型，则地址应设置为 000001。
- 步骤 03：实时仿真
连接到系统后，您可以查看输出线圈和输入线圈的实时状态。
通过 N3uron 界面与 PLC 交互需要适当的访问权限，包括读取和写入功能。
在 N3uron 的 WebUI 界面中创建一个 MQTT 模块实例
- 步骤 01：在导航面板中，选择 Config。
- 步骤 02：在资源管理器面板中，选择 Modules。
- 步骤 03：点击模型菜单并选择 New Module。
- 步骤 04：实例可以使用任何名称，但在本示例中，我们将使用 MQTT。
- 步骤 05：将模块类型属性设置为 MqttClient。其余属性保持默认值，然后点击 Save。
配置 N3uron 的 MQTT 模块
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步骤 01：在资源管理器面板中，选择您刚刚创建的 MQTT 实例。
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步骤 02：点击模型菜单按钮并选择 New Connection。
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步骤 03：为新连接命名。在本示例中，已命名为 MqttClient：
- Destination broker : Custom
- Authentication mode: Password
- Username : Your Broker Username
- Password: Your Broker Password
- Protocol:MQTT
- Broker URL:Broker ip 保存 配置
使用 N3uron 的 MQTT 模块订阅主题
- 步骤 01：在模型面板中，右键点击 AWS 连接，选择 New Subscriber，并为其命名。在本示例中，我们将简单地使用 Subscriber。
- 步骤 02：点击它并在主题字段中添加名称。在本示例中，我们使用了 device/data。
为了测试和实践体验，我们为您提供了一个可以在 XIAO 上运行的 Arduino 代码。此外，您需要在上传代码之前将自己的凭据输入到此代码中。
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步骤 03：使用下面显示的值设置以下属性，其余属性保持默认值：
- Qos: Qos 0.
- Encoding: UTF8
- Compression: None
- Serialization: JSON
- Data parser/Type: MqttClient JSON 然后 保存。
在这里，我们使用了为 MQTTClient JSON 格式配置的数据解析器。XIAO 设备以此格式向代理发布数据。如果您的设备不以此特定格式发布数据，您需要识别它使用的格式并创建自定义 JavaScript 代码片段来相应地处理设备。如需进一步指导，请参考提供的指南。
创建标签
- 步骤 01：在资源管理器面板中，选择 Tags。
- 步骤 02：在模型菜单中，右键点击文件夹图标，选择 New Tag，并为其命名。在本示例中，我们将使用 test。
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步骤 03：在配置面板中，使用下面显示的值设置以下属性，其余属性保持默认值：
- Type: Number.
- Source/Enabled: Yes
- Module Type: MqttClient
- Module name: MQTT
- Config/Subscriber: MqttClient/Subscriber 点击 Save。
- 步骤 04：实时仿真 连接到系统后，您可以查看来自 MQTT 代理的输出的实时状态。
额外功能：让我们发布工厂状态到 AWS
我们已经提供了如何将 AWS 云连接到您的 Edge Box RPi 200 设备 的分步说明。如果您是第一次接触这个 wiki，请参考此链接。
- 步骤 01：在资源管理器面板中，选择您刚刚创建的 MQTT 实例。
- 步骤 02：点击模型菜单按钮并选择 新建连接。
- 步骤 03：为新连接命名。在此示例中，已命名为 MqttPublisher。
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步骤 04：配置连接属性：
- A：从 目标代理 下拉菜单中选择 Amazon Web Services。身份验证模式 将是 证书。此外，在此示例中 客户端 ID 是 N3uron。
- B：加载您在 AWS IoT 控制台中创建 Thing 时下载并保存的 证书、私钥和 CA 证书。
- C：在 AWS IoT 控制台中，在左侧菜单中，转到 设置 并复制您的 设备数据端点。返回 N3uron 并将其粘贴到 代理 URL 字段中。
- D：将其余属性保留为默认值，然后点击 保存。
- 步骤 05：在模型面板中，右键点击您刚刚配置的 MqttPublisher 连接，选择 新建发布者，并为其命名。在此示例中，我们将简单地使用 AWS。
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步骤 06：点击它并在 主题 字段中添加名称。在此示例中，我们使用了 N3uron。
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步骤 07：点击 标签过滤器 按钮，选择 新建标签过滤器，并更改默认名称。在此示例中我们使用了 TagFilter。将模式、路径和正则表达式模式保留为默认值。通过此配置，N3uron 中配置的每个标签都将发布到我们的 AWS 代理。
- 步骤 08：转到 AWS IoT 控制台，在左侧菜单中选择 MQTT 测试客户端。点击 订阅主题 选项卡，在主题过滤器中输入 N3uron 以订阅所有内容，然后点击 订阅。
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