1. 概述

3. 參數(shù)配置

?1.?? 概述

　　某生產(chǎn)企業(yè)世界500強(qiáng)的集團(tuán)能源管控平臺(tái)項(xiàng)目建設(shè)，通過專線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)異地廠區(qū)數(shù)據(jù)集成，每個(gè)終端能源儀表都有IP地址，總共有1000多臺(tái)能源表計(jì)，總共有將近10000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。在集團(tuán)端部署iNeuOS工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)，終端能源表計(jì)采用Modbus（Slave）協(xié)議，集團(tuán)平臺(tái)主動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接終端能源表計(jì)，進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集。結(jié)構(gòu)示意，如下圖：

　　但是，隨著不斷有接入的廠區(qū)能源表計(jì)，也出現(xiàn)一些現(xiàn)象：（1）設(shè)備采集數(shù)據(jù)順序不一致；（2）數(shù)據(jù)采集不及時(shí)。

2.?? 通訊原理

　　工業(yè)領(lǐng)域的平臺(tái)肯定是一個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)，使用iNeuOS進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，與其他系統(tǒng)不太一樣，其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)一般包括IO的操作，這種方式很難應(yīng)對復(fù)雜的應(yīng)用場景。iNeuOS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)只負(fù)責(zé)協(xié)議驅(qū)動(dòng)的解析、數(shù)據(jù)處理、觸發(fā)反向控制，至于通訊機(jī)制和IO操作有專門的服務(wù)實(shí)例調(diào)度器和IO管理器來負(fù)責(zé)，這樣設(shè)計(jì)的好處是：（1）適用于各種通訊應(yīng)用場景，例如：4G、DTU、固定或不固定IP等等；（2）支持高并發(fā)數(shù)據(jù)交互，例如云平臺(tái)建設(shè)；（3）系統(tǒng)更穩(wěn)定、更健壯，不會(huì)因?yàn)槟稠?xiàng)異常影響其他儀表通訊。整體框架，如下圖：

??????? 基于iNeuOS核心框架結(jié)合集團(tuán)能源管控平臺(tái)的設(shè)備數(shù)量抽象出來的通訊原理如下圖：

?　　 iNeuOS包括多個(gè)服務(wù)調(diào)度實(shí)例，一個(gè)服務(wù)調(diào)度實(shí)例包括多個(gè)IO控制器，IO控制器中包括多個(gè)儀表，那么服務(wù)調(diào)度實(shí)例和IO控制器的多少是根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場情況設(shè)置的，所以要提高儀表的數(shù)據(jù)采集效率，是在服務(wù)調(diào)度實(shí)例和IO控制器中進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)考慮到Modbus通訊協(xié)議機(jī)制本身是應(yīng)答模式，請求數(shù)據(jù)命令與返回?cái)?shù)據(jù)之間有間隔中斷時(shí)間。

　　在《物聯(lián)網(wǎng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》書中主要就是介紹這些內(nèi)容。

3.?? 參數(shù)配置

　　該項(xiàng)目案例提高數(shù)據(jù)采集效率，可以通過合理配置服務(wù)實(shí)例、控制模型、間隔時(shí)間和控制分組來實(shí)現(xiàn)。

（1）?? 服務(wù)實(shí)例的配置

　　服務(wù)實(shí)例配置原則：一個(gè)廠區(qū)配置一個(gè)服務(wù)實(shí)例、一類儀表設(shè)置一個(gè)服務(wù)實(shí)例、同一個(gè)數(shù)據(jù)采集周期配置一個(gè)服務(wù)實(shí)例等，根據(jù)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集的實(shí)際需求平衡負(fù)載配置相應(yīng)的服務(wù)實(shí)例。配置如下圖：

?（2）?? 控制模型的配置

　　根據(jù)該案例的實(shí)際情況，每個(gè)終端能源儀表都有獨(dú)立IP地址，總共有1000多臺(tái)能源表計(jì)，可以考慮把控制模型設(shè)置成并發(fā)模型（Parallel）。如下圖：

?　　因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)通訊是全雙工，采用并發(fā)控制模型表示：在當(dāng)前服務(wù)實(shí)例下，一次性并發(fā)向儀表發(fā)送請求命令，進(jìn)行異步接收返回的數(shù)據(jù)信息。這就比每個(gè)設(shè)備輪詢發(fā)送請求命令->等待數(shù)據(jù)->接收數(shù)據(jù)同步模型要更高效率。并發(fā)控制模型示意，如下圖：

?（3）?? 間隔時(shí)間的配置

　　一個(gè)IO控制器中至少有一臺(tái)設(shè)備驅(qū)動(dòng)，在并發(fā)控制模型下可以設(shè)置并發(fā)間隔（每次集中發(fā)送請求命令的間隔時(shí)間）和并發(fā)設(shè)備間隔（每個(gè)設(shè)置驅(qū)動(dòng)之間發(fā)送請求命令的間隔時(shí)間）來提高儀表數(shù)據(jù)采集效率。配置如下圖：

?（4）?? 控制分組的配置

　　在服務(wù)實(shí)例下可以設(shè)置采集設(shè)備的邏輯分組，每一個(gè)分組獨(dú)立進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的任務(wù)調(diào)度。如果每一臺(tái)設(shè)備都設(shè)置不同的控制分組名稱則表示一個(gè)IO控制器只負(fù)責(zé)一臺(tái)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，這樣適合高頻數(shù)據(jù)采集。配置如下圖：

??? 　通過上述的配置，每臺(tái)儀表采集數(shù)據(jù)的周期計(jì)算公式為：數(shù)據(jù)點(diǎn)采集周期時(shí)間=并發(fā)間隔+并發(fā)設(shè)備間隔*控制分組里的設(shè)備數(shù)量，如果一臺(tái)設(shè)備中存在讀取多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的命令，那么存在一定誤差，但是不會(huì)太大。

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