一
Node-RED环境搭建
Node-RED是构建物联网(IoT,Internet of Things)应用程序的一个强大工具,其重点是简化代码块的“连接”以执行任务。它使用可视化编程方法,允许开发人员将预定义的代码块(称为“节点”,Node)连接起来执行任务。连接的节点,通常是输入节点、处理节点和输出节点的组合,当它们连接在一起时,构成一个“流”(Flows)。
Node-RED网关开发环境安装流程
docker环境如何部署,网上已经有很多教程,这里不再说明,推荐参考官方安装说明。
二
项目镜像安装
docker安装项目文件非常的简单,只需要两条指令即可实现Node-RED开发环境部署,其中第一条通过“docker pull 存储库名称”,就可以项目镜像,也可以通过“docker --help”查询指令说明。
docker --help指令(部分)
从Node-RED 1.0开始,Docker Hub上的存储库已重命名为“nodered/node-red”,使用“docker pull nodered/node-red”拉取项目镜像。
要以最简单的形式在 Docker 中运行,只需运行:
docker run -it -p 1880:1880 -v node_red_data:/data --name mynodered nodered/node-red
让我们解读下指令:
docker run:运行容器;
-it:打印安装会话,可以省略;
-p:配置本地端口和外部映射端口;
-v node_red_data:/data:挂载一个名为“node_red_data”的docker到容器/数据目录;
--name mynodered:命名为“mynodered”;
nodered/node-red:镜像地址;
只使用“Docker run”不先拉取项目镜像也是可以的,该指令会查询本地镜像如果没有就会自动从Docker Hub存储库下载项目镜像;
其他的自定义安装建议仔细阅读Node-RED官方文档后进行,笔者这里只是介绍这个工具的一种用法,不使用自定义安装功能。
三
安装插件
通过Node-RED默认安装环境是无法实现RTU设备的边缘采集,还需要通过安装不同的功能插件才能实现,安装Modbus功能插件(node-red-contrib-modbus)实现Modbus RTU/Modbus TCP协议转换和边缘采集,安装数据库插件(node-red-node-mysql)实现边缘采集数据的存储,除了安装插件还需要少量的“javascript”脚本转换格式和数据上报等。
好在安装插件的过程可以通过可视化网页界面实现,无需理解复杂的安装指令,这也是Node-RED的优点之一,在地址栏中输入部署Node-RED环境的IP地址和端口,这里为192.168.88.5:1880。
打开右上角的菜单,选择节点管理,点击“安装”,搜索框中输入Modbus功能插件(node-red-contrib-modbus)和数据库插件(node-red-node-mysql)。
成功安装节点后在工具栏新增以下节点:
“node-red-contrib-modbus”节点作者,制作了不同用法的示例,可以通过导入功能,测试理解不同节点的功能,强烈建议多去理解这些实例,方便后续使用。
四
网关实现
添加“Modbus read”节点周期查询Modbus设备状态,第一需要配置Modbus设备的地址,笔者这里使用“Modbus Slave”软件模拟,地址为192.168.88.100:8890:
图左通过双击打开“Modbus read”配置界面,图右新增Modbus设备连接地址,图中配置寄存器参数,这里以地址0x0000的保持寄存器为例,配置“Poll Rate”查询周期。
使用“function”节点提取“Modbus read”节点周期查询的数据,双击打开函数节点,编辑以下脚本:
msg.payload=msg.payload.data;
msg.payload=msg.payload.slice(0,1);
return msg;
使用“template”将“function”节点处理的结果进行打包,这里将数据打包为JSON数据:
最后通过TCP连接将数据传输到指定服务器:
“6”为“DEBUG”节点用于调试,通过上述配置就可以将Modbus TCP指令采集到的数据转换为JSON数据并将数据上报到指定服务器:
也可以通过Node-RED提供的MQTT连接节点将数据传输到服务器,同时也可以通过“mysql”节点将将采集数据通过sql语句传输到数据库。
采集上报数据库与MQTT服务器流程举例
至此,一个简单的边缘采集网关搭建完成。
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