隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的IEC 104協(xié)議設(shè)備正逐步向更加開(kāi)放、靈活的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)轉(zhuǎn)型。MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)作為一種輕量級(jí)的消息傳輸協(xié)議,因其低帶寬消耗、高可靠性和廣泛的支持性,在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文將探討鋇錸IEC 104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)在阿里云、華為云、亞馬遜AWS、ThingsBoard、Ignition以及Zabbix等主流云平臺(tái)中的應(yīng)用場(chǎng)景與優(yōu)勢(shì)。
一、IEC 104協(xié)議概述
IEC104協(xié)議是IEC 60870-5標(biāo)準(zhǔn)的一部分,主要用于電力系統(tǒng)中的遠(yuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸。該協(xié)議在IEC 101的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái),通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,為遠(yuǎn)動(dòng)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸提供了通信規(guī)約依據(jù)。IEC104協(xié)議支持實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的狀態(tài)、采集各種數(shù)據(jù)、控制設(shè)備的運(yùn)行和保護(hù)等功能,為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要支持。
二、MQTT協(xié)議簡(jiǎn)介
MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息隊(duì)列遙測(cè)傳輸協(xié)議)是一種基于發(fā)布/訂閱(publish/subscribe)模式的“輕量級(jí)”通訊協(xié)議,由IBM在1999年發(fā)布。該協(xié)議構(gòu)建于TCP/IP協(xié)議之上,為硬件性能低下的遠(yuǎn)程設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)狀況糟糕的情況下的通信而設(shè)計(jì),被廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、小型設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用等領(lǐng)域,特別是在機(jī)器與機(jī)器(M2M)通信中。
三、IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)概述
IEC104(IEC 60870-5-104)協(xié)議是電力系統(tǒng)中用于遠(yuǎn)動(dòng)通信的重要標(biāo)準(zhǔn),它通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸電力設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和控制命令。而MQTT協(xié)議則以其低延遲、高可靠性和小型消息格式成為物聯(lián)網(wǎng)通信的理想選擇。IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)作為橋梁,實(shí)現(xiàn)了兩種協(xié)議之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸,使得IEC 104設(shè)備能夠無(wú)縫接入現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。
1.協(xié)議支持
下行支持:DL/T645、IEC104、Modbus RTU Master、Modbus TCP Master。
上行支持:MQTT、華為云IoT、亞馬遜云IoT、阿里云IoT、ThingsBoard、Ignition、zabbix。
2.接口設(shè)計(jì)
提供2路RS232/RS485可選串口輸入,1路電源輸入,2路以太網(wǎng)口(WAN口和LAN口)以及2路USB接口,支持SIM卡,支持WiFi。以4G網(wǎng)絡(luò)、WiFi或以太網(wǎng)方式接入互聯(lián)網(wǎng),具有速率快,延時(shí)低的特點(diǎn)。
3.主要功能
①協(xié)議轉(zhuǎn)換
通過(guò)在網(wǎng)關(guān)內(nèi)部集成IEC 104和MQTT的解析與封裝模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)IEC 104協(xié)議與MQTT協(xié)議的轉(zhuǎn)換。
②數(shù)據(jù)采集
網(wǎng)關(guān)可以實(shí)時(shí)采集處理IEC 104協(xié)議設(shè)備的數(shù)據(jù)。
4.特點(diǎn)
①支持OpenVPN功能;支持SNMPV1/V2;
②支持路由功能以及級(jí)聯(lián)交換機(jī)數(shù)據(jù)采集,方便采集更多的工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù),軟件功能完善,覆蓋絕大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用場(chǎng)景;
③集成了鋇錸技術(shù)秉承的人性化配置界面,以及遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級(jí)固件等功能,用戶只需通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置即可使用;
④采用緊固結(jié)構(gòu),帶有防反接保護(hù)電源設(shè)計(jì),采用自有專(zhuān)利的導(dǎo)軌卡扣技術(shù),支持標(biāo)準(zhǔn)的DIN35導(dǎo)軌安裝及壁掛安裝。
⑤支持4G功能,可以設(shè)置APN參數(shù);插網(wǎng)線連外網(wǎng)時(shí)候,優(yōu)先使用有線上網(wǎng),無(wú)有線網(wǎng)絡(luò)會(huì)切換到4G網(wǎng)絡(luò);
⑥支持Modbus RTU轉(zhuǎn) Modbus TCP、透明傳輸;
⑦支持RESET按鍵恢復(fù)出廠功能(在開(kāi)機(jī)狀態(tài)長(zhǎng)按,直到RUN指示燈熄滅),防止參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤;
⑧支持軟硬件看門(mén)狗,具有高度的可靠性;
四、具體應(yīng)用
1.阿里云
阿里云提供了豐富的物聯(lián)網(wǎng)解決方案,包括物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、數(shù)據(jù)分析、邊緣計(jì)算等服務(wù)。鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)可以將電力設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MQTT消息,并通過(guò)阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)接入云端。在云端,用戶可以利用阿里云提供的數(shù)據(jù)分析、可視化工具對(duì)電力數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障預(yù)警等功能。
2.華為云
華為云同樣是一個(gè)擁有強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),支持多種協(xié)議的設(shè)備接入。鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)能夠輕松將電力數(shù)據(jù)推送到華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和分析。此外,華為云還提供了AI算法、大數(shù)據(jù)處理等服務(wù),幫助用戶優(yōu)化電力調(diào)度、提高能效。
3.亞馬遜AWS
亞馬遜AWS IoT Core是AWS提供的物聯(lián)網(wǎng)管理服務(wù),支持MQTT等協(xié)議的設(shè)備接入。鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)可將電力數(shù)據(jù)通過(guò)MQTT協(xié)議發(fā)送到AWS IoT Core,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與AWS其他服務(wù)的無(wú)縫集成。例如,用戶可以利用AWS Lambda處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),使用DynamoDB存儲(chǔ)歷史數(shù)據(jù),或利用Amazon QuickSight進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化。
3.ThingsBoard
ThingsBoard是一個(gè)開(kāi)源的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),支持MQTT,CoAP和HTTP等多種協(xié)議的設(shè)備接入和復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理,并支持云和本地部署。鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)將電力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MQTT消息后,可直接接入ThingsBoard平臺(tái)。在ThingsBoard上,用戶可以創(chuàng)建自定義的儀表板、規(guī)則引擎和警報(bào)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制。
4.Ignition
Ignition是Inductive Automation公司開(kāi)發(fā)的工業(yè)自動(dòng)化軟件,可查看、控制、分析相關(guān)的數(shù)據(jù),廣泛應(yīng)用于SCADA(監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集)系統(tǒng)。通過(guò)鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān),Ignition可以接收來(lái)自電力設(shè)備的MQTT消息,并將其集成到SCADA系統(tǒng)中,用戶可以在Ignition平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、告警、報(bào)表統(tǒng)計(jì)以及圖表趨勢(shì)等功能。
5.Zabbix
Zabbix作為老牌的監(jiān)控系統(tǒng),包括了被監(jiān)控設(shè)備和Zabbix監(jiān)控服務(wù)器兩大部分,它有主動(dòng)和被動(dòng)兩種工作模式。通過(guò)鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)可以將電力數(shù)據(jù)推送至Zabbix平臺(tái),然后將獲取到數(shù)據(jù)存放到Zabbix Server的數(shù)據(jù)庫(kù)中,Zabbix UI(Web)可以讀取服務(wù)器中的數(shù)據(jù),以圖表的方式展示出來(lái),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨平臺(tái)共享與分析。
通過(guò)鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)在阿里云、華為云、亞馬遜AWS、ThingsBoard、Ignition、Zabbix中的應(yīng)用,為電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)有力的支持。通過(guò)這一網(wǎng)關(guān),傳統(tǒng)IEC 104設(shè)備能夠輕松接入現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和數(shù)據(jù)傳輸,提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性,為電力行業(yè)的智能化提供有力的支持。
注:本文提及的所有其他商標(biāo)及注冊(cè)商標(biāo)僅供功能演示用途,不代表任何商業(yè)推廣或盈利,其所有權(quán)利均歸各自所有人擁有。
審核編輯 黃宇
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