南潮物联：工业网关在工厂、能源管理以及农业领域的应用案例分享

2016年，Ruff南潮物联启动工业级网关自主研发计划，并于2017年上线了首款支持用户二次开发的边缘计算网关RGWi5110，该网关是一款可以由软件定义的通用型工业物联网网关，其拥有丰富的工业驱动，可以覆盖多种场景的设备数据采集及传输，同时还提供丰富的二次开发接口，用户只需要使用JavaScript语言就可以实现对硬件设备的二次开发。
 

如何快速配置使用和管理

在产品配套软件方面，5110网关的本地配置软件主要提供网关数据采集上报配置、联网配置、远程管理配置功能，同时可通过应用日志查看数据采集上报信息，通过该软件可直接配置各类PLC、Modbus、模拟量等设备，方便易用，普通电气工程师也可以直接使用。

图示：5110网关本地配置软件界面

其次5110网关远程管理平台是对网关进行远程诊断、修复和更新的远程管理工具，通过该远程管理平台还可以实现对网关的远程状态监控、OTA升级、查看日志、远程重启、活跃状态记录、告警记录等。
 

产品优势与功能特性

a） 跨协议设备互联互通技术：

5110网关具有丰富的硬件接口，可实现设备的跨协议互联互通，支持西门子、三菱、施耐德、罗克韦尔等数十种主流PLC厂商，同时也支持对逆变器、电表、各类传感器等设备的数据采集。

b） 兼容开放易扩展性：

此外，网关还为用户提供了更多行业设备驱动，以供用户下载使用。操作人员在配置层，只需连接设备，输入IP地址，按照步骤配置文件，即可快速完成设备采集配置。

c） 支持用户二次开发：

最后，在二次开发方面，用户可使用JavaScript语言，且无需学习嵌入式驱动开发的情况下，实现网关层的二次开发。同时在远程维护与诊断方面，用户通过web远程即可完成对设备的诊断与故障排查及升级。
 

与传统网关区别

a） 兼容性：

传统网关：产品种类繁多，组网复杂，协议开发需要专业人员，成本高昂；

Ruff智能网关5110：采用即插即用的设计理念，兼容主流厂商的设备和协议，提供协议的下载和二次开发接口使得兼容变得更加容易。

b） 扩展性：

传统网关：设备固化，接口固化，软件功能固化，新的设备均需投入更多资源重新开发，且传统驱动协议需要的嵌入式开发技术门槛高；

Ruff 智能网关5110：第一款软件定义硬件的IIOT网关，随时根据软件的升级，添加支持协议，对外提供基于JS语言的开发接口，只需下载相应的配置应用即可完成对硬件产品功能的修改。

c） 维护性：

传统网关：由于各设备厂家流程不同，需要专业人员对设备流程进行专业培训后才可以更好的升级与维护；

Ruff智能网关5110：采用开箱即用工作方式，即使遇到复杂的工作环环境，只需简单引导的配置既可以完成组网连接，操作简单流畅。

行业客户案例赏析
 

01·工厂客户设备数字化管理

工厂实现数字化转型，要经历设备联网、设备数据采集与传输、数据可视化三个阶段，因此在数据采集与传输阶段最为关键。

Ruff 5110网关实现对工厂所有设备数据的高效、稳定采集，同时可适配工厂的传输协议，完成对 PLC、智能仪表、变频器、压铸机以及烘干机的连接和数据采集传输，同时在网关本地，将设备数据进行初级的处理及筛选，最终将高价值数据信息上传至云端，供业务可视化使用。

a） 生产状态实时远程监控：通过分析重组设备及生产实时数据，实时反馈开停机状况，生产速度、产量及其他能有效反馈生产状态的数据；

b） 设备预测性运维：实时监控设备状态，发现异常及时预警通知，为用户赢得时间差，尽早采取维修、备件替换或计划停机等应对措施；

c） 多维度统计报表：对工厂的生产效率、设备故障、员工产出等各项数据进行多维度统计，并进行可视化展示；

d） 生产过程可视化：把生产过程各环节监控起来，计算对比各环节的速度及中间库存，发现生产中的瓶颈环节。

图示：系统架构

业务价值

a） 实时反馈工厂的设备运行及生产状况，帮助用户远程监控生产，发现异常及时干预；

b） 设备预测性运维指导设备管理员的日常巡检工作及定期保养，重点关注异常设备，异常定期批量修复保养，减少意外停机；

c） 便捷地对比异常时点设备状况及指标数据，帮助用户判断及定位故障设备、故障时间点击及表现方式；

d） 直接监控各环节生产速率、实时库存，发现瓶颈环节，及时干预瓶颈，保持环节同步，避免瓶颈工序制约导致其它环节的过长等待，同时也可以避免部分环节过量生产导致的库存冗余；

e） 客观统计数据，为 KPI 考核提供多维度参考，公正有效地进行员工鼓励；

f） 设备的故障率降低了55%，维护成本降低了60%。

02·能源电站数字化监控运维

该客户所有的光伏电站都需要统一的管理和运维监控，包括电站的运行健康状态，实时发电效率以及电站收益和节能减排等数据，因此 Ruff南潮物联在电站中安装了一个自主研发的物联网智能网关RGWi5110（俗称：采集器）。

采集器一端连着逆变器，逆变器具有电站发电量统计的能力，但是并不十分精准，因此采集器通过接入逆变器来监控电站的运行状态，以判断故障来源及因素；采集器的另一端连接着电表，直接读取发电量数据，完全避免了逆变器与电表之间的电量误差。数据通过采集器收集之后，传输到云端，而在这个过程中，采集器首先会进行第一次的本地边缘计算，从而上传客户需要的发电量数据，不会把没有用的发电量数据上传到云端，从而浪费云存储空间。

发电量数据上传到云端之后，客户基于网关中的Ruff OS 开发出可视化移动端 APP，这样，客户就可以通过手机直接看到电站的发电量数据、实时效率、收益以及节能减排等数据信息，从而实现金融理财的模式需求。

我们提供了光伏采集APP功能包括：

a） 支持设备数据采集协议（Modbus 协议、DL/T645-2007协议、IEC104协议）;

b） 支持GPRS 模块，方便上报数据至云端;

c） 提供数据采集软件框架，只需简单配置即可快速完成采集业务;

d） 提供网关远程管理和维护能力。

图示：系统架构
 

业务价值

a） 在网关安装层面，原来需要1个工人一天的时间安装，现在仅需要1个小时；

b） 完成对全网2000多个分布式光伏发电设备（电表、逆变器）的实时监控及数据上传；

c） 客户通过使用基于 Ruff OS 网关及对外 SDK 工具，完成了对原有光伏设备接入的扩展和改造，使原来单个点2-3天的接入时间降低到了半天完成；

d） 在终端数据可视化场景中，可以实时获取电站的发电量及当日收益数据，其次通过对电站发电量数据的计算，获取电站每天、每月及每年的收益；

e） 通过网关的实时状态监控，判断电站是否出现异常状态，进行实时报警响应；

f） 通过电站发电量计算出二氧化碳、二氧化硫、烟尘减排量以及煤减排量，达到环保益处。

03·智慧农业远程监控灌溉

位于福建泉州的某农业服务商是一家专注于打造城市屋顶菜园的新兴智慧农业企业，首要需求就是让菜园实现真正的无人化、智能化管理，因此Ruff 南潮物联为其提供了一整套智慧菜园解决方案。

通过传感器的适配和数据采集，然后利用 5110网关进行采集各种数据，包括通过控制灯光、遮阳板来控制农作物的光照强度，通过传感器获取种植大棚中的 CO2、湿度、土壤的强酸度，同时根据专家系统和大数据分析的数据控制，进行自动化远程灌溉操作及通风系统的开启，从而使得农作物获得最佳生产条件。

图示：系统架构
 

业务价值

a） 科学栽培：经过传感器数据剖析，经过网关的采集与传输，可判断土壤适合栽培的作物种类，经过气候环境传感器能够实时收集作物生长环境数据，从而保证农作物在一个最佳环境中生长，达到科学栽培及专家指导的种植效果；

b） 精准操控：根据布置的各种传感器，通过网关采集及本地分析，上传到云端进行分析处理之后，可迅速依照农作物成长的需求对栽培基地的温湿度、二氧化碳浓度、光照强度等进行调控；

c） 节省人力成本：与传统手工作业不同，物联网农业栽培方法完全依靠智能化及自动化作业方式，使得人力不再成为必需，同时比传统手工栽培模式更精准高效；

d） 绿色农业：传统农业很难将栽培过程中的一切监测数据完好的记录下来，而物联网农业可以经过各种传感器及网关、云端存储方式将一切监控数据保存下来，便于农产品后续追根溯源，完成农业出产的绿色无公害化。