基于中國移動物聯(lián)網(wǎng)云平臺實現(xiàn)PLC遠程監(jiān)控

陳良波

云平臺是一種應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)的計算機技術(shù)摘? ?要：在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，高速、集成、自動化逐漸成為生產(chǎn)過程的目標，在不斷革新的工業(yè)生產(chǎn)需求中，傳統(tǒng)的工業(yè)監(jiān)控方式已經(jīng)不再適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的要求?；谥袊苿游锫?lián)網(wǎng)云平臺實現(xiàn)PLC遠程監(jiān)控就顯得尤為重要。文章主要對中國移動物聯(lián)網(wǎng)云平臺和物聯(lián)網(wǎng)綜合網(wǎng)關(guān)的使用情況進行了具體的分析，然后在具體案例中分析如何實現(xiàn)PLC遠程監(jiān)控點。

關(guān)鍵詞：中國移動物聯(lián)網(wǎng);PLC;遠程監(jiān)控

在網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展下，云平臺在各種芯片磁盤的升級下變得越來越成熟，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云平臺進行結(jié)合能夠讓生活、工作都非常便捷高效。本文主要研究在兩者結(jié)合的基礎(chǔ)上實現(xiàn)可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）遠程監(jiān)控，這種遠程監(jiān)控技術(shù)能夠應(yīng)用在日常生活中的方方面面，比如智能家居、環(huán)境監(jiān)測等。對此，本文展開了詳細的分析。

1? ? 中國移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和云平臺技術(shù)結(jié)合的優(yōu)勢

中國移動物聯(lián)網(wǎng)能夠裝置在移動的各類物體上實現(xiàn)人與物體、物體與物體的溝通對話。單就物聯(lián)網(wǎng)而言，在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中出現(xiàn)了一種新興的模式即云平臺，云平臺中提供的各種技術(shù)和資源又為物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用提供了強有力的支持。在實際生活中，云技術(shù)具有很多特點，比如成本低、虛擬化、可拓展性等;物聯(lián)網(wǎng)具有實時性、自動化等特點，能夠讓傳輸?shù)臄?shù)據(jù)更加可靠，同時，還能夠?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)進行智能處理和全面感知。如果能夠?qū)⑦@兩種技術(shù)進行有效融合，就能夠?qū)⒍叩奶攸c結(jié)合起來，從而實現(xiàn)的PLC遠程監(jiān)控，也將同時兼顧兩者的優(yōu)點。PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)而言，能夠由云技術(shù)提供相當廉價的公共資源，還能讓用戶獲得良好的體驗。

2? ? 基于中國移動物聯(lián)網(wǎng)云平臺PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計需求

通過對市場進行研究可以發(fā)現(xiàn)，云技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)在市場中的應(yīng)用均比較好，具有較好的發(fā)展前景。設(shè)備云存在于很多企業(yè)當中，但同時也會出現(xiàn)費用高昂、設(shè)備局限性較大、設(shè)備云提供的服務(wù)固定等缺點，為了有效解決這些問題，將中國移動物聯(lián)網(wǎng)與云平臺結(jié)合起來建立PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的。這種PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要將云技術(shù)、中國移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和遠程監(jiān)控技術(shù)進行了充分的結(jié)合，將遠程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用場景作為整體的依據(jù)，然后在此基礎(chǔ)上進行系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計[1]。同時，為了更好地將二者結(jié)合在PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)中以及適應(yīng)廣泛的監(jiān)控面積、符合多種傳感器的類型，需要滿足一些設(shè)計要求：（1）要滿足使用的便利性。所謂的便利性主要是指用戶使用了PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)后就不需要再安裝其他的軟件，在訪問時能夠通過PLC遠程監(jiān)控終端系統(tǒng)自帶的軟件來進行。（2）需要符合可遠程監(jiān)控的要求。云技術(shù)的特點之一就是虛擬性，在云技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的PLC遠程監(jiān)控也應(yīng)該將云技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信的特點進行融合，實現(xiàn)用戶跨時間、跨地點的監(jiān)控，能夠在監(jiān)控目標的過程中不受時間、地點的影響，真正實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程監(jiān)控。（3）讓用戶獲得較好的體驗。PLC遠程監(jiān)控最終是要為用戶所服務(wù)的，因此，在設(shè)計的過程中應(yīng)該將界面簡單、操作方便視為監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用軟件的首要原則，然后在這個基礎(chǔ)上提高用戶的體驗滿意度。（4）需要滿足組網(wǎng)簡單的要求。在設(shè)計PLC遠程監(jiān)控時需要注意到即便是傳感器監(jiān)控節(jié)點的類型不相同，也應(yīng)該在連入監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)時保證操作的簡單性和方便性，并將傳感器監(jiān)控節(jié)點組成監(jiān)控系統(tǒng)的下位機監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。（5）要保證監(jiān)控數(shù)據(jù)的通信安全。在采集節(jié)點信息的時候需要用監(jiān)控節(jié)點來進行，在這個過程中應(yīng)該保證信息的安全性，讓上傳到云平臺的數(shù)據(jù)具有較高的完整性，這樣能夠?qū)νㄐ啪W(wǎng)絡(luò)的安全提供較高的保障，最終提高PLC遠程監(jiān)控的可靠性。（6）要滿足低成本的要求?；谥袊苿游锫?lián)網(wǎng)和云平臺實現(xiàn)的PLC遠程監(jiān)控相較于專業(yè)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)而言，應(yīng)該充分發(fā)揮出中國移動物聯(lián)網(wǎng)和云平臺的優(yōu)勢，在保證目的相同的前提下減少系統(tǒng)的投入成本。

3? ? PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)框架

PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、云平臺、傳感器節(jié)點、移動設(shè)備以及各種類型的網(wǎng)絡(luò)等。其中，有很多傳感器包含在了傳感器節(jié)點中，比如監(jiān)控攝像頭，這些傳感器能夠在一定程度上和控制器進行連接，主要是通過有線連接的方式實現(xiàn)的，當傳感器將信息發(fā)送給控制器并對信息進行處理后，可以利用控制器中的通信模塊在網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備中發(fā)送各種處理過的數(shù)據(jù)，與此同時，網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備中也會將云平臺發(fā)送的控制指令進行接受[2]。在PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)中主要是由路由器、交換機、通信模塊等共同組成網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的主要功能是將云平臺和傳感器節(jié)點進行連接，也就是說在云平臺中處理由傳感器節(jié)點發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，然后在傳感器節(jié)點接受云平臺發(fā)送的控制指令。用戶在使用的過程中可以利用手機瀏覽或者PC瀏覽的方式對PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)Web端的應(yīng)用程序進行遠程訪問，用戶此時能夠?qū)⒋鎯υ谠破脚_中的數(shù)據(jù)瀏覽到，還能將控制指令發(fā)送給下位機傳感器并進行反饋控制[3]。

在中國移動物聯(lián)網(wǎng)和云平臺的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)具有較強的普適性，只要感知節(jié)點能夠符合監(jiān)控系統(tǒng)的協(xié)議，就能自動連接PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)，自動連接的整個過程都比較方便、簡單。主要的流程如下：首先，在通信設(shè)備的基礎(chǔ)上能夠在網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備中直接連入傳感器節(jié)點。其次，云平臺會發(fā)布控制指令，由傳感器節(jié)點進行接收，傳感器節(jié)點將控制指令解析后便會據(jù)此采取相應(yīng)的操作，一旦獲得相關(guān)數(shù)據(jù)就會重新輸送給網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備，繼而傳感器采集的數(shù)據(jù)會在網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備的基礎(chǔ)上向云平臺進行發(fā)送和存儲。最后，用戶就可以在PC或者電腦的瀏覽器上進行瀏覽。同時，為了讓用戶在操作的過程中更加方便，經(jīng)常會在云平臺開放一些接口。用戶在觸發(fā)云平臺數(shù)據(jù)庫并對制定數(shù)據(jù)進行讀取和下載的過程中就能夠讀取歷史數(shù)據(jù)，這些歷史數(shù)據(jù)主要是通過圖片、聲音等形式呈現(xiàn)出來的。

4? ? 云平臺服務(wù)的功能

基于中國移動物聯(lián)網(wǎng)云平臺實現(xiàn)的PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，云平臺是作為核心系統(tǒng)存在的，在這個層次上基本能夠?qū)崿F(xiàn)PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)的全部應(yīng)用功能。云服務(wù)器必須要和傳感器節(jié)點保持密切的聯(lián)系，這樣不但能夠和用戶在Web瀏覽器的基礎(chǔ)上進行交互，還能夠提供通信接口，這種通信接口是在HTTP的基礎(chǔ)上存在的，這些接口的存在能夠幫助用戶將控制指令發(fā)送給云服務(wù)器，同時，還能夠在指令的提示下對云服務(wù)器中存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行查詢。此外，云服務(wù)器能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點進行指令的反饋，這些指令一般是由Web終端發(fā)送過來的，對傳感器節(jié)點進行指令的反饋能夠?qū)ο挛粰C傳感器節(jié)點進行控制。通過對實際情況進行研究發(fā)現(xiàn)，基于中國移動物聯(lián)網(wǎng)云平臺實現(xiàn)的PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該包括以下功能：（1）能夠?qū)鞲衅魃蟼鞯臄?shù)據(jù)進行快速接收和有效保存。（2）能夠提供完善的接口，這些接口的存在主要是為了實現(xiàn)查詢數(shù)據(jù)庫中現(xiàn)存數(shù)據(jù)的功能。（3）遠程監(jiān)控系統(tǒng)對于Web終端發(fā)送的控制指令應(yīng)該能夠進行科學(xué)、有效的保存，不能出現(xiàn)丟失的現(xiàn)象。（4）在接收到信息后，應(yīng)該能及時對下位機傳感器進行控制指令的發(fā)送，同時，還應(yīng)該保證控制指令發(fā)送的過程是自動完成的。（5）需要對數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)進行有效的處理。

5? ? 云平臺服務(wù)的設(shè)計

5.1? 軟件架構(gòu)

在基于中國移動物聯(lián)網(wǎng)云平臺實現(xiàn)的PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，云平臺服務(wù)的設(shè)計是一項重要的組成部分，其中，軟件架構(gòu)的基礎(chǔ)主要為數(shù)據(jù)庫，然后在此基礎(chǔ)上將網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備和服務(wù)器中的接發(fā)程序進行連接，對于傳感器節(jié)點輸送的數(shù)據(jù)進行接收和存儲，并對傳感器節(jié)點進行控制指令的發(fā)送。此外，為了在交互過程中用戶和云平臺更加方便操作，應(yīng)該提供接口，這些接口主要是由Web服務(wù)器提供的。

5.2? 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

目前我國在進行各種設(shè)計時主要使用的數(shù)據(jù)庫是SQL，這種數(shù)據(jù)庫能夠在保護數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上讓操作人員更加方便。SQL Server 2008主要包括用戶、設(shè)備、控制命令等幾種數(shù)據(jù)列表，在進行云平臺服務(wù)設(shè)計的過程中經(jīng)常被使用到。

6? ? 基于中國移動物聯(lián)網(wǎng)云平臺PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)的適用范圍

將中國移動物聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)進行結(jié)合實現(xiàn)的PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)能夠應(yīng)用到生活中的方方面面，比如在農(nóng)業(yè)、家居、工業(yè)等方面均可以使用。而且只要滿足傳感器節(jié)點集中分布在一個小范圍內(nèi)，就可以在一個接入設(shè)備上將這些傳感器節(jié)點全部有效連接起來，此外，如果傳感器之間相隔較遠，那么也可以通過不同的接入設(shè)備進行傳感器群的有效連接。通過對上述PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)進行分析可以發(fā)現(xiàn)，這種監(jiān)控系統(tǒng)不但能夠讓用戶在操作的過程中更加方便，還能夠滿足系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單的要求，同時，可以實現(xiàn)用戶的遠程監(jiān)控和跨平臺操作。

7? ? 結(jié)語

PLC遠程監(jiān)控系統(tǒng)在中國移動物聯(lián)網(wǎng)和云平臺的基礎(chǔ)上還能夠添加一些其他類型的數(shù)字量或者模擬傳感器，在符合實際要求的同時，實現(xiàn)用戶的遠程操作。在物聯(lián)網(wǎng)和云平臺不斷發(fā)展的今天，二者結(jié)合已經(jīng)成為一種必然趨勢，不可逆轉(zhuǎn)。此外，在生產(chǎn)和生活中對于遠程監(jiān)控系統(tǒng)的要求也隨著不斷提高的生活水平變得越來越高，為了能夠讓用戶更好地跨越時間和空間的限制進行遠程操作，將中國移動物聯(lián)網(wǎng)和云平臺結(jié)合在一起，同時，利用各種編程軟件建立遠程監(jiān)控系統(tǒng)是非常有必要的。

[參考文獻]

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Remote monitoring of PLC based on China mobile Internet of Things cloud platform

Chen Liangbo

（Quanzhou Vocational and Technical University， Quanzhou 362269， China）

Abstract：In the process of continuous development of science and technology， high speed， integration and automation have gradually become the goals of the production process. In the continuous innovation of industrial production demand， the traditional industrial monitoring method is no longer suitable for the requirements of production development. It is particularly important to realize PLC remote monitoring based on China mobile Internet of Things cloud platform. This paper mainly analyzes the use of Internet of Things cloud platform and Internet of Things integrated gateway in China， and then analyzes how to realize PLC remote monitoring point in a specific case.

Key words：China mobile Internet of Things; PLC; remote monitoring