从端到云——工业物联网项目全栈快速开发

是典型的硬件开发了。而工业物联网端的开发，往往是在第三方厂家的产品基础上进行二次开发，也就是更多的是做集成类的开发工作。

我们所做的工业物联网的端设备就是供其他工业物联网集成商进行二次开发的。当然我们也会基于我们的软硬件产品进行工业物联网项目的集成开发。

这里着重介绍的就是在现有的工业物联网产品基础上进行的项目开发。

2.1 常见IO接口

目前工业领域常见的IO接口如下：

RS485：两线制，差分信号传输，半双工通信，最大通信距离千米以上。

RS232：三线制，全双工通信，一般通信距离小于10米。?
CAN：两线制，多主通信，高性能，高可靠性，每次最多传输8个字节的数据。通信距离千米以上。

以太网：4线或8线，多主通信，高性能。普通网线通信距离100米以内。

Zigbee：基于IEEE802.15.4标准的低功耗无线通信协议，低功率一般传输距离100米以内，高功率的1000米左右。

LoRa：基于扩频技术的超远距离无线传输方案。低功耗，多节点。

GPRS：通用分组无线服务技术，广域网通信。

NB-IoT：IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，亦称低功耗广域网(LPWA)。

模拟量输入：0~20mA/0~5V/0~20V

开关量输入：0~24V

继电器输出：0~220V/2A

2.2 常见通信协议

Modbus RTU: 施耐德公司制定的基于RS485/RS232的串行通信总线协议。?
Modbus TCP: 施耐德公司制定的基于以太网的通信总线协议。?
PPI：西门子公司专为S7-200系列PLC开发的通讯协议。?
Profibus：是一种国际化、开放式、不依赖于设备生产商的现场总线标准。?
CANopen：是一种架构在CAN上的高层通信协协议，包括通信子协议及设备子协议。

2.3 常见智能模块

常见的智能模块其实种类比较多的，比如智能电表，智能水表，各种PLC及其配套的扩展模块等等。我们这里主要介绍的就是凌霄物联网智能网关、智能终端、智能IO模块和综合采集模块。

网关除具备网口、USB、SD卡及扩展两路智能模组（无线通信、RTC、存储等板卡）外，还可以配置各种不同通信接口板（当然也可以直接对接智能终端或智能IO上的输入输出子板）。

综合通信：1路RS485,2路RS232,1路CAN

RS485-CAN：3路RS485,1路CAN

RS485：4路RS485

智能终端和智能IO模块的主要区别有，一是通信接口，智能终端有三种接口可选，以太网、RS485和CAN；而智能IO模块仅具备CAN接口。二就是智能终端支持二次开发，能独立运行，也可以作为智能网关的扩展模块，而智能IO仅作为智能网关的扩展模块存在。

智能终端和智能IO模块，根据对外接口不同，主要有如下种类的模块：

综合输入输出模块：2路模拟量入，2路开关量入，2路继电器输出

综合模拟量模块：4路模拟量输入，2路模拟量输出

综合开关量模块：4路开关量输入，4路开关量输出

模拟量采集模块：4路模拟量输入

开关量输入模块：8路开关量输入

继电器输出模块：8路开关量输出

热电偶采集模块：4路热电偶采集

综合采集器，是一个九合一的传感器集成模块，可以说是国内外集成度最高的一款产品。一次可以采集的传感器数据有3路温度，1路湿度、1路氧气、1路氨气、1路二氧化碳、1路光照、1路PM2.5。该模块可以通过RS485直接和网关相连，标准Modbus RTU通信协议。

2.4 YFIOs数据组态开发

图2是YFIOs数据组态系统的架构图，其包含三部分：驱动层，核心层（驱动引擎及实时数据库）和策略层。

所谓的二次开发大部分就是开发和具体业务联系密切相关的策略程序，此外就是少部分的驱动程序开发（除了对接特殊设备，大部分情况下无需用户开发驱动程序）。

下面我们用一个简单示例来介绍一下YFIOs组态开发。

2.4.1 硬件准备及连接

我们需要准备如下设备：1台物联网智能网关，1台物联网智能终端（或智能IO），1台综合采集器，1条USB线及附属电源及连接线等。设备及辅材准备好后，按如下方式进行接线：

2.4.2 创建用户驱动

如图4所示，根据设备的类型，对应的网关接口，新建综合采集器和输入输出智能终端对应的用户设备。

设备创建后，对应的设备变量也会自动创建。

2.4.3 设备及变量监控

无需任何编程，只要把相关的驱动和配置信息部署到网关，就可以直接监控设备的通信状态、IO输入状态和连接的传感器数据。如果有IO继电器输出，也可以在IO监控界面，直接修改对应的值以改变继电器的开闭状态。

2.4.4 创建用户策略

如果仅仅实现数据从端到云的传输，那么无需写用户策略。当然对大部分的工业物联网现场应用来说，还是需要一定的业务逻辑进行处理的。比如检测到设备电