现场测点,通过mqtt协议将数据传至后端,通过看板对产线进行实时监控,以便于工人对产线情况有实时动态的了解
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现场测点,通过mqtt协议将数据传至后端,通过看板对产线进行实时监控,以便于工人对产线情况有实时动态的了解
本项目旨在构建一个高效、稳定、实时的产线监控系统,其核心功能模块包括:
数据采集与接入模块: 负责从产线现场的各类设备(如PLC、传感器、数控机床、仪器仪表)中采集数据,并通过MQTT协议将数据统一上报。该模块支持多种工业协议(如OPC UA、Modbus)的转换,确保异构设备的快速接入。
实时通信与消息路由模块(MQTT Broker): 作为系统的中枢神经,负责接收所有现场测点上报的数据,并根据主题进行消息的路由和分发。它保障了海量设备连接的高并发、低延迟通信,并支持SSL/TLS加密以确保传输安全。
后端数据处理与存储模块: 这是系统的“大脑”。它订阅MQTT Broker中的相关主题,对流入的实时数据进行解析、清洗、校验和格式化。同时,它将处理后的数据写入时序数据库(如InfluxDB、TDengine)用于高效存储和快速查询时序数据,并将关键信息存入关系型数据库(如MySQL)用于业务管理。
实时监控与可视化看板模块: 为管理层和操作人员提供直观的Web图形化界面。看板能够以数字、仪表盘、趋势曲线、流程图等形式,实时展示设备状态、运行参数、产量、合格率等关键指标。支持自动告警提示,当数据超过阈值时,界面会通过颜色变化、弹窗、声音等方式进行预警。
设备与报警管理模块: 提供对现场测点和设备的全生命周期管理,包括设备注册、密钥下发、状态监控等。同时,支持灵活的报警规则配置(如上下限、突变、离线判断),并记录所有报警历史,便于追溯和分析。
本系统的实现可以分为以下几个核心步骤和技术选型:
技术栈选型:
前端看板: 推荐使用 Vue.js 或 React 搭配专业的图表库(如 ECharts、AntV G2)来构建动态、丰富的可视化界面。WebSocket 用于从后端获取实时数据推送。
后端服务: 采用 Java (Spring Boot) 或 Python (Django/FastAPI) 作为主框架。它们生态成熟,能快速实现业务逻辑、RESTful API 和设备认证。
MQTT Broker: 选择高性能的开源组件,如 EMQX 或 HiveMQ。它们专为物联网设计,支持集群部署,能轻松应对百万级设备连接。
数据库:
时序数据库: 选用 InfluxDB 或 TDengine,专门为处理带时间戳的测点数据优化,读写速度极快。
关系型数据库: 使用 MySQL 或 PostgreSQL 存储设备元数据、用户信息、报警配置和历史等。
实现流程详解:
第一步:设备端配置。 在网闸/工业网关或支持MQTT的PLC上,配置MQTT客户端。设定好连接Broker的地址、端口、客户端ID、用户名/密码,并确定数据上报的主题,例如 factory/line1/deviceA/temperature。
第二步:Broker搭建与安全配置。 部署EMQX集群,配置认证(如JWT、Token)、ACL(访问控制列表),并开启SSL加密,保证通信安全。
第三步:后端服务开发。
连接Broker: 后端服务作为一个特殊的MQTT客户端,订阅诸如 factory/+/+/+ 的通配符主题,以接收所有设备数据。
数据解析与业务逻辑: 收到消息后,解析JSON格式的载荷,进行数据验证和业务处理(如判断是否触发报警规则)。
数据存储: 将实时数据批量写入InfluxDB,将报警记录、设备状态更新写入MySQL。




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