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[ASP.net教程]C#工业物联网和集成系统解决方案的技术路线(数据源、数据采集、数据上传与接收、ActiveMQ、Mongodb、WebApi、手机App)


目       录

工业物联网和集成系统解决方案的技术路线... 1

前言... 1

第一章           系统架构... 3

1.1           硬件构架图... 3

1.2           组件构架图... 4

第二章           技术选型与介绍... 5

2.1           开发环境... 5

2.2           数据源... 5

2.3           数据采集... 5

2.4           数据上传服务... 6

2.5           消息中间件... 6

2.6           数据接收服务... 6

2.7           数据存储... 6

2.8           数据接口... 7

2.9           Web业务系统... 7

2.10        手机移动终端App. 7

第三章           Demo的介绍... 8

3.1           目录介绍... 8

3.2           Demo调试... 8

 

前言

    2000年以后,互联网在中国的大地上如火如荼的发展,在这个行业竞争中比的是加速度。我清晰的记得《世界是平的》中有这样一段话:在非洲,羚羊每天早上醒来时,它知道自己必须跑得比最快的狮子还快,否则就会被吃掉;狮子每天早上醒来时,它知道自己必须追上跑得最慢的羚羊,否则就会被饿死;不管你是狮子还是羚羊,当太阳升起时,你最好开始奔跑!我们奔跑的这10多年的时间里,互联网技术带动了各行各来的发展,同时也席卷了各行各来。

    2006年时,工业行业还在普遍使用电话线进行数据传输和远程帮助。网络技术慢慢的在向各行各业传导,工业行业也在发展,局域网、光纤以太网、WIFI\3G\4G等已经应用很广泛了。互联网技术在推动制造业发展的同时,也带动了众多公司的与时俱进,升级技术、提供更好的服务。

    我们在思考,后互联网时代将如何发展?将是互联网与各行各业深度融合的过程,例如现在常被提及的物联网,我认为它本质上是工业互联网,是制造技术与互联网技术无缝对接。不管是叫物联网还是工业互联网,未来物与物的交互、物与人的交互将无法避免。硬件与软件的协同发展,更快的推动了这个进程,例如:智能芯片的发展、嵌入式操作系统的发展、智能传感器的发展等。

    大数据、分布式、云计算等也在以惊人的速度发展,有些人可能认为这些东西离我们生活还比较遥远。但是并非是这样的,距离2006年只不过10年左右,现在的发展却是以前你无法想象的,而这种加速度的发展方式,2年的发展可能是你过去10年的发展之和。不管这些技术现在是否能够落地,但是这种趋势是无法改变的。

    数据的流动可以变现,现金的流动可以增加GDP。技术的进步就是生产力的提升,将来组织结构和关系也势必发生变化。不管是否懂技术技术、是否懂管理,思维方式不转变肯定会被淘汰。

    下面对物联网和集成系统的解决方案的技术路线进行介绍,只对技术选型和系统流程,对于架构的演变以及技术哪个更好不做具体说明。只供参考!!!

第一章     系统架构

     架构图这块主要表达一个大概的结构化的意思,可以不太准确,希望大家能够理解。作为一个系统来讲还包括网络部署框架图,根据应用场景和网络环境不一样网络框架图也不一样,所以不在本文的讨论范围内。

1.1    硬件构架图

 

1.2    组件构架图

 

 

第二章     技术选型与介绍

文章不介绍代码部分,在Demo事例中有完整的代码和注释,可以下载调试。

2.1    开发环境

开发语言:全部使用C#,配有少量的JS代码。

开发工具:除App部分,所有组件都采用VS2012开发,App程序采用VS2015开发,VS2015是一个超级开发工具工厂,在Win10操作系统上开发IoT嵌入式程序,也没有问题。

操作系统:Windows 8.1,用习惯了也不错,听说要停止服务了,不过还有人在使用XP呢,不必担心。

2.2    数据源

    数据源也就是产生数据的东西,也有人把这块统称为传感器,但是我认为这个叫法不太准确,所以我一般把这块统称为数据源。

    数据源包括的内容很多,例如:各类传感器、大中小型设备、硬件电路、软件组件等。各类数据源的通讯协议不同、通讯链路不同、通讯机制不同,在没有统一标准的情况下,这部分的工作比重要。因为有了数据之后,你的业务系统才有应用的价值。

    数据源我是写了一个模块的小程序,包括串口通讯和网口通讯。至于通讯协议,请参见《C#通讯(串口和网络)框架的设计与实现(SuperIO)- 12.二次开发及应用》。

2.3    数据采集

     数据采集部分使用的是SuperIO框架,因为它支持串口和网口统一的插件式设备驱动开发,也就是说开发一个驱动可以支持串口和网口通讯。另外,可扩展性比较强,可以大大减小工作量。

     开发了一个驱动程序,在SuperIO平台下增加两个驱动实例,负责与数据源程序进行串口和网络通讯。

2.4    数据上传服务

     数据上传服务是在SuperIO平台下开发的,可以继承IAppService接口开发插件服务,并且挂载到SuperIO平台下运行,设备驱动采集完数据后,可以通过接口传递到服务插件内,通过内存交互数据。如果涉及到数据完全性的数据交互,可以通过介质进行数据交互,例如:数据库、文本文件等。

    数据上传服务直接与消息中间件(ActiveMQ)进行交互,再由AcitveMQ进行消息转发。数据上传服务实际上是消息生产者的角色。

2.5    消息中间件

     消息中间件采用ActiveMQ,需要部署Java运行环境。可用的消息中间件比较多,例如:RabbitMQ、ZeroMQ等。

     根据应用场景不同,可以选择的技术方案和技术路线也不一样。消息中间件这块也完全可以使用通讯组件来代替,例如:Netty和SuperSocket。

2.6    数据接收服务

     数据接收服务是在SuperIO平台下开发的,可以继承IAppService接口开发插件服务,并且挂载到SuperIO平台下运行。

     数据接收服务直接与ActiveMQ进行交互,接收ActiveMQ转发过来的消息,实际上是消息消费者的角色。

2.7    数据存储

    数据存储采用的是MongoDB,不太喜欢大而臃肿的东西,而且不需要ORM了,部署简单,可以使用MongoVUE工具对数据库进行管理。如果是大拿,可以直接cmd。

2.8    数据接口

    数据接口采用Web Api,符合RESTful风格的http协议,操作调用简单、方便。抛弃了WebService的Soap协议,更没有选择WCF框架。

    这块并没有实现权限、安全管理。

2.9    Web业务系统

    业务系统采用MVC框架,但是前端并没有与后台的控制器进行交互,而是与数据接口的WebAPI进行交互。前后端完全分离。

2.10     手机移动终端App

     手机移动端使用VS2015开发,使用Xamarin框架进行开发,这个框架支持跨平台。Xamarin是个很不错的东西,唯一的缺点就是需要付费,对于中国IT人员来讲,这一点应该不是障碍。

第三章     Demo的介绍

3.1    目录介绍

项目目录介绍如下:

ClientService:上传数据与交互组件。

DeviceDemo:设备驱动,负责采集数据。

DeviceExport:数据输出组件,在Demo没有使用。

DeviceShowUI:数据显示视图组件,负责显示采集过来的数据信息。

FormTest:测试各部分的主工程。

ProtocolPackage:公用协议包。

ServerService:数据接收数据与交互组件。

SuperIO_App:移动APP端,需要VS2015打开。

SuperOPCClient:OPC客户端组件。

SuperOPCServer:OPC服务端组件。

TestDevice:模拟客户端测试程序。

WebAPI:WebAPI和Web业务端数据显示。

3.2    Demo调试

 下载地址:http://pan.baidu.com/s/1pJ7lZWf

(1)    下载DEMO和工具

    下载SuperIO v2.2.7\SuperIO_Demo v2.rar;下载mongodb数据库;下载ActiveMQ消息中间件。

(2)    启动服务和程序

     启动mongodb,mongodb-win32-x86_64-2008plus-3.0.3-1\start.bat,默认监听端口为:2222。

     启动ActiveMQ服务,apache-activemq-5.12.0\bin\win64\activemq.bat,需要JAVA运行环境。

     启动SuperIO_Demo.sln解决方案,需要VS2012开发IDE,也可以转成VS2015工程,重新编译。

     启动SuperIO_App.sln解决方案,需要VS2015开发IDE,如果使用VS自带的模拟器,需要执行<adb connect 模拟器的IP>,才能把程序成功部署到模拟器,并且进行调试,否则VS工具一直处于部署阶段。

(3)运行效果图

 

(4)调试视频

    youku视频不是太清楚,请下载高清调试视频,地址:http://pan.baidu.com/s/1pJ7lZWf中的【视频演示】。

 

 

作者:唯笑志在

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