C#工業物聯網和整合系統解決方案的技術路線

目       錄

工業物聯網和整合系統解決方案的技術路線... 1

前言... 1

第一章           系統架構... 3

1.1           硬體構架圖... 3

1.2           元件構架圖... 4

第二章           技術選型與介紹... 5

2.1           開發環境... 5

2.2           資料來源... 5

2.3           資料採集... 5

2.4           資料上傳服務... 6

2.5           訊息中介軟體... 6

2.6           資料接收服務... 6

2.7           資料儲存... 6

2.8           資料介面... 7

2.9           Web業務系統... 7

2.10        手機移動終端App. 7

第三章           Demo的介紹... 8

3.1           目錄介紹... 8

3.2           Demo除錯... 8

 

前言

    2000年以後，網際網路在中國的大地上如火如荼的發展，在這個行業競爭中比的是加速度。我清晰的記得《世界是平的》中有這樣一段話：在非洲，羚羊每天早上醒來時，它知道自己必須跑得比最快的獅子還快，否則就會被吃掉；獅子每天早上醒來時，它知道自己必須追上跑得最慢的羚羊，否則就會被餓死；不管你是獅子還是羚羊，當太陽升起時，你最好開始奔跑！我們奔跑的這10多年的時間裡，網際網路技術帶動了各行各來的發展，同時也席捲了各行各來。

    2006年時，工業行業還在普遍使用電話線進行資料傳輸和遠端幫助。網路技術慢慢的在向各行各業傳導，工業行業也在發展，區域網、光纖乙太網、WIFI\3G\4G等已經應用很廣泛了。網際網路技術在推動製造業發展的同時，也帶動了眾多公司的與時俱進，升級技術、提供更好的服務。

    我們在思考，後網際網路時代將如何發展？將是網際網路與各行各業深度融合的過程，例如現在常被提及的物聯網，我認為它本質上是工業網際網路，是製造技術與網際網路技術無縫對接。不管是叫物聯網還是工業網際網路，未來物與物的互動、物與人的互動將無法避免。硬體與軟體的協同發展，更快的推動了這個程式，例如：智慧晶片的發展、嵌入式作業系統的發展、智慧感測器的發展等。

    大資料、分散式、雲端計算等也在以驚人的速度發展，有些人可能認為這些東西離我們生活還比較遙遠。但是並非是這樣的，距離2006年只不過10年左右，現在的發展卻是以前你無法想象的，而這種加速度的發展方式，2年的發展可能是你過去10年的發展之和。不管這些技術現在是否能夠落地，但是這種趨勢是無法改變的。

    資料的流動可以變現，現金的流動可以增加GDP。技術的進步就是生產力的提升，將來組織結構和關係也勢必發生變化。不管是否懂技術技術、是否懂管理，思維方式不轉變肯定會被淘汰。

    下面對物聯網和整合系統的解決方案的技術路線進行介紹，只對技術選型和系統流程，對於架構的演變以及技術哪個更好不做具體說明。只供參考！！！

第一章     系統架構

     架構圖這塊主要表達一個大概的結構化的意思，可以不太準確，希望大家能夠理解。作為一個系統來講還包括網路部署框架圖，根據應用場景和網路環境不一樣網路框架圖也不一樣，所以不在本文的討論範圍內。

1.1    硬體構架圖

 

1.2    元件構架圖

 

 

第二章     技術選型與介紹

文章不介紹程式碼部分，在Demo事例中有完整的程式碼和註釋，可以下載除錯。

2.1    開發環境

開發語言：全部使用C#，配有少量的JS程式碼。

開發工具：除App部分，所有元件都採用VS2012開發，App程式採用VS2015開發，VS2015是一個超級開發工具工廠，在Win10作業系統上開發IoT嵌入式程式，也沒有問題。

作業系統：Windows 8.1，用習慣了也不錯，聽說要停止服務了，不過還有人在使用XP呢，不必擔心。

2.2    資料來源

    資料來源也就是產生資料的東西，也有人把這塊統稱為感測器，但是我認為這個叫法不太準確，所以我一般把這塊統稱為資料來源。

    資料來源包括的內容很多，例如：各類感測器、大中小型裝置、硬體電路、軟體元件等。各類資料來源的通訊協議不同、通訊鏈路不同、通訊機制不同，在沒有統一標準的情況下，這部分的工作比重要。因為有了資料之後，你的業務系統才有應用的價值。

    資料來源我是寫了一個模組的小程式，包括串列埠通訊和網口通訊。至於通訊協議，請參見《C#通訊（串列埠和網路）框架的設計與實現（SuperIO）- 12.二次開發及應用》。

2.3    資料採集

     資料採集部分使用的是SuperIO框架，因為它支援串列埠和網口統一的外掛式裝置驅動開發，也就是說開發一個驅動可以支援串列埠和網口通訊。另外，可擴充套件性比較強，可以大大減小工作量。

     開發了一個驅動程式，在SuperIO平臺下增加兩個驅動例項，負責與資料來源程式進行串列埠和網路通訊。

2.4    資料上傳服務

     資料上傳服務是在SuperIO平臺下開發的，可以繼承IAppService介面開發外掛服務，並且掛載到SuperIO平臺下執行，裝置驅動採集完資料後，可以通過介面傳遞到服務外掛內，通過記憶體互動資料。如果涉及到資料完全性的資料互動，可以通過介質進行資料互動，例如：資料庫、文字檔案等。

    資料上傳服務直接與訊息中介軟體（ActiveMQ）進行互動，再由AcitveMQ進行訊息轉發。資料上傳服務實際上是訊息生產者的角色。

2.5    訊息中介軟體

     訊息中介軟體採用ActiveMQ，需要部署Java執行環境。可用的訊息中介軟體比較多，例如：RabbitMQ、ZeroMQ等。

     根據應用場景不同，可以選擇的技術方案和技術路線也不一樣。訊息中介軟體這塊也完全可以使用通訊元件來代替，例如：Netty和SuperSocket。

2.6    資料接收服務

     資料接收服務是在SuperIO平臺下開發的，可以繼承IAppService介面開發外掛服務，並且掛載到SuperIO平臺下執行。

     資料接收服務直接與ActiveMQ進行互動，接收ActiveMQ轉發過來的訊息，實際上是訊息消費者的角色。

2.7    資料儲存

    資料儲存採用的是MongoDB，不太喜歡大而臃腫的東西，而且不需要ORM了，部署簡單，可以使用MongoVUE工具對資料庫進行管理。如果是大拿，可以直接cmd。

2.8    資料介面

    資料介面採用Web Api，符合RESTful風格的http協議，操作呼叫簡單、方便。拋棄了WebService的Soap協議，更沒有選擇WCF框架。

    這塊並沒有實現許可權、安全管理。

2.9    Web業務系統

    業務系統採用MVC框架，但是前端並沒有與後臺的控制器進行互動，而是與資料介面的WebAPI進行互動。前後端完全分離。

2.10     手機移動終端App

     手機移動端使用VS2015開發，使用Xamarin框架進行開發，這個框架支援跨平臺。Xamarin是個很不錯的東西，唯一的缺點就是需要付費，對於中國IT人員來講，這一點應該不是障礙。

第三章     Demo的介紹

3.1    目錄介紹

專案目錄介紹如下：

ClientService：上傳資料與互動元件。

DeviceDemo：裝置驅動，負責採集資料。

DeviceExport：資料輸出元件，在Demo沒有使用。

DeviceShowUI：資料顯示檢視元件，負責顯示採集過來的資料資訊。

FormTest：測試各部分的主工程。

ProtocolPackage：公用協議包。

ServerService：資料接收資料與互動元件。

SuperIO_App：移動APP端，需要VS2015開啟。

SuperOPCClient：OPC客戶端元件。

SuperOPCServer：OPC服務端元件。

TestDevice：模擬客戶端測試程式。

WebAPI：WebAPI和Web業務端資料顯示。

3.2    Demo除錯

 下載地址：http://pan.baidu.com/s/1pJ7lZWf

（1）    下載DEMO和工具

    下載SuperIO v2.2.7\SuperIO_Demo v2.rar；下載mongodb資料庫；下載ActiveMQ訊息中介軟體。

（2）    啟動服務和程式

     啟動mongodb，mongodb-win32-x86_64-2008plus-3.0.3-1\start.bat，預設監聽埠為：2222。

     啟動ActiveMQ服務，apache-activemq-5.12.0\bin\win64\activemq.bat，需要JAVA執行環境。

     啟動SuperIO_Demo.sln解決方案，需要VS2012開發IDE，也可以轉成VS2015工程，重新編譯。

     啟動SuperIO_App.sln解決方案，需要VS2015開發IDE，如果使用VS自帶的模擬器，需要執行<adb connect 模擬器的IP>，才能把程式成功部署到模擬器，並且進行除錯，否則VS工具一直處於部署階段。

（3）執行效果圖

 

（4）除錯視訊

    youku視訊不是太清楚，請下載高清除錯視訊，地址：http://pan.baidu.com/s/1pJ7lZWf中的【視訊演示】。

 

 

作者：唯笑志在

Email：504547114@qq.com

QQ：504547114

.NET開發技術聯盟：54256083

文件下載：http://pan.baidu.com/s/1pJ7lZWf

官方網址：http://www.bmpj.net