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世平集團聯合上海南潮科技推出基於支援多種協定的Ruff-1294工業智慧閘道設計(TI TM4C129X)

 2017-07-12

工業物聯網的核心是數位化,讓所有設備聯網,而聯網之後的資料獲取和傳輸是當前最重要也是最困難的環節,一方面,工業控制網路本身就存在多種複雜性 的協定、介面等,另一方面,隨著工業物聯網的快速發展,對於閘道的要求已經不再局限於資料獲取和傳輸,如何對控制器裡海量的資料進行本地計算處理及本地動 作執行,從而打通下游終端資料的進一步挖掘和分析,將是傳統工業閘道向智慧閘道的反覆運算重心。

 

Ruff-1294系統概述

Ruff-1294是上海南潮資訊科技有限公司(Ruff)基於TI公司TM4C129X系列ARM微處理器的工業控制主機板,處理器內核為Cortex-M4F架構。

在硬體資源方面,目前Ruff-1294的硬體結構如下:

◆         處理器為TI公司 TM4C1294NCPDT微處理器,工作頻率120MHz;

◆         晶片內置256Kbyte的 SRAM,1MByte的用戶可程式設計 Flash; 

◆         板載基於SPI介面的256Mbit的 可程式設計 Flash;

◆         板載64Kbit的基於I2C介面的eeprom;

◆         1 路 10/100M 乙太網通信介面;

◆         1 路 USB HOST 通信介面;  

◆         1 路 CAN-Bus 通信介面;     

◆         4 路 RS-485 通信介面;                                                                      

◆         16×GPI;

◆         2路類比信號量採集;

◆         8 路 PWM信號輸出;

◆         外置獨立看門狗計時器;

◆         兩個使用者可程式設計狀態指示led燈;

◆         1個使用者可程式設計狀態指示蜂鳴器;

◆         6個軟體不可程式設計無線通訊狀態指示led燈;

◆         2 路 Wifi通信介面;

◆         2路 Zigbee通信介面;

◆         2路GPRS通信介面;

 

Ruff-1294 能提供什麼?

一般來說,工業閘道需要具備對自動化系統通信協定的解析能力,目前市面上的大多數閘道都以通信協議透傳為主;而Ruff-1294目前支援多種工業通信介面、多種通信協定、多種上下行鏈路以及多協定互轉/橋接,同時也支援區域設備自組網。

 

 

在 工業硬體介面方面,支援RS-485 RS-422 RS-232、CAN、Ethernet、DIN/DOUT、AIN、PWM等,常用協議包括Modbus-RTU Modbus-ASCII Modbus-TCP、CAN 2.0 a/b、Ethernet/IP、Device Net、OPC、Profibus-DP、ProfiNet,同時也支援定制私有協定的要求。

此外,在上下行鏈路方面,目前Ruff-1294智慧閘道支持Wi-Fi、工業 Ethernet、GPRS、Zigbee、BLE、RS-485、CAN等多種網路鏈路,能滿足目前所有閘道接入需求。

總的來說,Ruff-1294具備對上(IT系統)的協定對接能力,對上的通訊能力,同時具備對上和對下私有協議二次開發能力,除此之外,Ruff- 1294智慧閘道還具備資料緩存,本地計算(霧計算/邊緣計算)的能力,讓閘道不再只局限於資料的採集和傳輸功能,而是上升為更為智慧的工業閘道。

 

 

 

功能框圖

 

Ruff-1294 應用場景

目前,Ruff-1294已經應用在各個領域,包括工業製造業、能源光伏以及智慧農業領域,強大的資料獲取傳輸與處理能力,讓物聯網的技術能更好的在各個行業運用,以下為Ruff-1294的實際場景運用案例:

1.       工業製造業

 

 

由 Ruff開發的工業物聯網應用產品Ruff Plant Insight(中文名:設備寶)就是基於Ruff-1294智慧閘道的工業製造監控系統,它可以通過對工廠設備的資料獲取及傳輸,即時顯示裝置的運行狀 態、工藝參數、能耗、生產統計、意外停機、故障預警等運行狀態資料,資料通過閘道的本地資訊採集能力、處理能力以及動作執行能力,讓管理者可以遠端監測工 廠設備的一切狀態資料,從而提高設備的綜合效率及生產效率,適用於各個領域的工廠設備;

 

 

2.       能源光伏

在 光伏領域,Ruff主要為分散式光伏屋頂提供採集和監控,也是基於Ruff-1294智慧閘道實現,主要檢測電池板的即時功率、發電量、故障資料、電站運 行狀態、日月年累計統計、電站收益、地方補貼資料等等,讓電站管理者可以即時管理各個屋頂的電站運行情況,從而保障投資者的收益及電站的運行穩定,在這個 案例中,Ruff-1294智慧閘道通過採集逆變器上的資料,進行即時處理與傳輸,從而上傳到雲端進行使用,為能源領域帶來更多的商業化收益。

 

 

3.       智慧農業

除 了在工業製造業及能源領域的運用,Ruff-1294也在農業領域得到了運用,通過物聯網的聯網技術,做到農作物、農業生產工具、人三者聯網,將農田作物 的生產環境資料、農作物本身的資料進行記錄分析,及時回饋給人,從而引導人做出快速的遠端決策,也可以由系統自動做出決策並及時處理,例如澆灌、除蟲等 等。此外,對於一些生長種植難度比較高的農作物,則可以利用專家資料進行提前錄入,從而指導人進行更加科學化的管理種植,達到生長最佳狀態。

 

 未來,閘道將會承載更多的職責,除了穩定的採集資料,串聯資訊化與自動化的橋樑作用,智慧閘道將會與雲端、大資料產生更多的關聯與交互,從而推動物聯網的更快更智慧化發展。

 

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