多协议工业网关

不同协议的设备都接进来,对上层只有一个接口。

把 OPC UA、Modbus、BACnet/IP 和 MQTT 设备汇入一套点位模型,再通过统一 MQTT 接口读取与控制。

中级15min现场控制与自动化

接入页——配置 OPC UA、Modbus、BACnet/IP 与 MQTT 数据源,并查看它们的实时运行状态

点位总表——在一个页面里筛选、监控和控制全部受管点位,逐点显示数据质量

数据服务页——配置内置 MQTT Broker,查看它发布的带版本主题契约

完整操作流程——添加数据源、确认发现到的点位,再通过数据服务把它们提供出去

可复用现场模板

设备已经在跑、数据分散在几种协议后面、要汇到一处的现场。

楼宇能耗汇总

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写字楼空调机房、商场配电间。空调机组与电表的点位汇成一条数据链。

暖通系统改造

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学校、医院的旧风机盘管系统。保留原控制器,旁边补装传感器,统一读一张表。

多品牌产线集成

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车间里 PLC 与仪表来自不同厂家。协议差异消化在网关上,上层只对一张点表。

不适用:要求 Sparkplug B 的系统,以及需要安全认证的控制场合。Modbus RTU 的生产写控制在现场联调完成前保持关闭。

如何实现

现场既有控制器与仪表接入网关主机(reComputer R1000 / R1100 系列,或 reTerminal DM),由既有上层系统读取。

工业多协议数据网关的设备构成:OPC UA 控制器、Modbus TCP/RTU 设备、BACnet/IP 楼宇设备与 MQTT 数据源接入同一台数据网关主机,主机通过 HTTP 8280 提供浏览器控制台,通过 MQTT 1883 或 8883 对接上层系统

三样东西:现场已经装好的设备、一台承载点位注册表与双向流量的主机、以及取结果的那一方。主机就是一个 普通的 Docker 负载,因此控制器网段上已有的 Linux 机器和专门买的网关同样可用。不开启北向上送时, 没有任何数据离开现场。

现场设备

机组侧不做替换,变化的只是协议差异在哪一层被消化。

现场侧怎么接进来你必须先有什么
OPC UA 控制器主机可访问的 OPC UA 服务地址服务地址与凭据
Modbus 设备局域网上的 Modbus TCP,或经 USB 转 RS-485 的 Modbus RTU从站地址、寄存器映射、字节序与字序
BACnet/IP 设备所选网卡可达的 BACnet 网段广播能到达该网卡;跨 BBMD 边界或 MS-TP 网段不在范围内
MQTT 数据源现有的 Broker明确的主题到点位映射

自动发现只产生候选。 用户逐个确认后才成为受管点位,发现不到的用手工填写。Modbus RTU 需要串口设备部署配置;适配器与目标控制器通过真实硬件联调之前,生产写控制保持关闭。

实现什么效果

装好之后,现场工程师在浏览器控制台里接入设备、看点位、查每一笔写入的回执。

四种协议一个控制台

  • 总览一屏看设备数、点位数与告警数
  • 采集成功率与写入回读一致率双趋势
  • 按协议分组的点位表与数据源卡片

加一台控制器,向导四步

  • 五张接入卡,Modbus 分 TCP/RTU
  • 填地址端口与读取间隔即建数据源
  • 自动发现点位,勾选确认才入注册表

点位先看质量,再授权写入

  • 点位表带质量列,实时值与采集时间可查
  • 确认实时值正常后才授权写入
  • 单一数据源离线不影响其他协议

写下去的每一笔都有回执

  • 每笔写入记录请求值、生效值与状态
  • 回执含错误码、操作者与发起时间
  • 同页可查内置 Broker 运行状态

拓扑树逐层下钻

  • 源、协议、设备、点位四层树状结构
  • 离线源整枝灰显
  • 点开点位直达实时值与写权限
实测数据

以下是设计的能力边界,不是现场实测。

整条链路还没有在套餐主机(reComputer R1000 / R1100 系列、reTerminal DM)上实测,所以这里不给数字。开发硬件上对协议模拟器测得的刷新周期与断网补传结果见工程 Wiki。

2,000 点、其中 50 个可写的上限由代码强制,是设计上限,不是设备上限。按现场规模选型前请在选定主机上自行压测;Modbus RTU 生产写控制在适配器与控制器完成现场联调前保持关闭。

能拿到什么数据

三个接口,全部在数据网关主机上。开哪几个,决定有没有数据离开现场。

端口 / 路径内容需要外网
HTTP 8280 /浏览器控制台——数据源管理、点位总表、命令回执、插件管理否
MQTT 1883 missionpack/v1/{gateway}/points/{point_id}内置 Broker 的带版本点位遥测,以及同一套契约下的在线状态、命令与回执主题否
MQTT 8883 missionpack/v1/{gateway}/telemetry向外部或云端 Broker 的 QoS 1 批量遥测,附每个数据源的健康与遗嘱状态、心跳;每条样本带数据源版本号与点位版本号Broker 在场外时需要

每条样本带两个版本号,消费方据此分清「值变了」还是「配置变了」。断网缓存补传落盘,需要部署指南中注明的镜像 tag。契约是原生 MissionPack v1,不是 Sparkplug B。

移植到你的业务系统

这套设计的可复用单元不是「工业网关」,而是「协议适配 → 经确认的点位注册表 → 一套带版本的 MQTT 契约 → 命令回执」这条链路。只有第一段与具体协议绑定;注册表之后的部分,新增协议时原样沿用。

层迁移的代价
点位注册表、版本号、质量模型、2,000/50 上限原样沿用
「发现给候选、用户确认」的工作流原样沿用;新适配器只负责给出候选
内置 Broker、MissionPack v1 主题契约、在线状态与回执原样沿用
北向上送与落盘断网缓存补传原样沿用
浏览器控制台、数据源与点位管理原样沿用
协议适配本身(传输、寻址、数据类型)每种协议写一份
该协议的写入语义(优先级、释放、读回)按协议单独定义

适用范围:通过网络或串口暴露可寻址数值、能按固定周期轮询、并能给出足以判断数据质量信息的数据源。

不适用的形态

  • Sparkplug B 宿主应用。 契约是原生 MissionPack v1,当前版本不提供转换层。
  • 跨 BBMD 边界或走 MS-TP 的 BACnet。 未实现;发现与读取都依赖广播能到达所选网卡。
  • 亚秒级控制回路。 这是带确认写入的轮询式数据中枢,快闭环应留在控制器里。

如何部署

说说你的现场情况,硬件由我们来定;再接上数据、照步骤装。

操作方式

现场怎么操作?这一问决定主机需不需要屏幕,不决定它能接什么。

或者自己比一遍:各配置参数对照部署指南 · 15min →
套餐用途设备数量
多协议数据中枢数据中枢主机reComputer R1000 系列 / reComputer R1100 系列 / reTerminal DM 系列(二选一)1

只有一个套餐。硬件上要决定的只有「控制器网段上放哪台主机」,其余选择都在调试阶段做。

套餐数据网关主机装了什么第一天就能控制吗
多协议数据中枢reComputer R1000 系列、reComputer R1100 系列或 reTerminal DM 系列——也可以是控制器网段上任意 x86-64 / arm64 Docker 主机协议适配、2,000 点位注册表、1883 端口内置 MQTT Broker、北向上送、8280 端口浏览器控制台、可选预测插件读可以,写要谨慎——先逐点确认权限与数据质量;Modbus RTU 生产写控制在真实硬件联调之前保持关闭

套餐里的边缘设备是可选项:本地 Docker 目标直接部署在你当前使用的机器上;控制器网段从工作站不可达时, 用经 SSH 的远程目标。Docker Desktop 的本机桥接部署可能需要手动填写 BACnet 地址,因为 BACnet/IP 的 广播发现不能可靠地穿过那层桥接网络。

难度评级 中等;到控制台跑起来的预估时间是 15 分钟。把第一台控制器接进来——发现、确认候选、 核对数据质量、再授予写权限——耗时更长,也是决定这套部署可不可信的那一步。

常见问题

OPC UA、Modbus TCP 与 RTU、BACnet/IP,以及作为数据源的 MQTT。未实现 BACnet 的 COV 订阅、BBMD/外部设备注册和 MS-TP。Modbus RTU 需要串口设备部署配置。

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