اتصال البيانات على أساس MQTT في عملية بثق البوليمر

يسمح البروتوكول في هذا العمل ببناء بنية مرنة لاتصالات البيانات لآلة معالجة البوليمر من خلال استخدام رمز بروتوكول MQTT قائم على مشترك الناشر. حتى عند استخدام معدات كلاسيكية ، يمكن ملاحظة البيانات وتسجيلها بواسطة أجهزة مختلفة في أي مكان في الإنترنت. يسهل البروتوكول اتصال البيانات بين ناشرين متعددين ومشتركين متعددين.

لقد قمنا بتنفيذ نظام ينشر بيانات المعالجة من خط البثق الحالي إلى أجهزة الاشتراك من خلال جهاز وسيط. تم تفسير البيانات من وحدة تحكم البثق القديمة في جهاز وإرسالها إلى الوسيط. كما تقوم أجهزة الإضافة لدرجات الحرارة المحيطة في موقعين مختلفين وأثناء المعالجة بنشر البيانات إلى الوسيط.

ثم يقوم الوسيط بنقل البيانات إلى أجهزة المشتركين المهتمة بتلك البيانات. لعرض البيانات وتسجيلها. تم تصميم وبناء نظام المشتركين.

نظرا لأن جميع التعليمات البرمجية للأجهزة المشاركة قد تمت كتابتها في Python. يمكن إعادة استخدام الرمز على الأجهزة ذات أنظمة التشغيل المختلفة. وأخيرا، يتم نشر النظام واختباره للخط لإثبات صحة تركيب الوسيط الأول.

لبدء تكوين نظام وسيط MQTT بحيث يمكنه مراقبة وتسجيل بيانات المعالجة عبر الإنترنت. لكي يتمكن جهاز الوسيط من نقل هذه البيانات ، يجب أن يكون متاحا لكل من الناشرين والمشتركين. قم بتوصيل نظام كمبيوتر بالإنترنت بعنوان IP عام بحيث يمكن الوصول إلى الوسيط من قبل كل من الناشرين والمشتركين.

ثم على تثبيت الكمبيوتر ، استخدم برنامج الوسيط المفتوح مثل Eclipse Mosquito أداة اختبار مثل عدسة MQTT لفحص قابلية تشغيل وسطاء MQTT. ثانيا، إعداد الناشر الرئيسي. الآن دعونا نعد جهاز الناشر الرئيسي.

كما ذكرنا سابقا ، ينشر هذا الكمبيوتر بيانات الجهاز عبر MQTT إلى الوسيط. يجب تفسير البيانات القديمة وإعادة تعبئتها لإرسالها. يمكن القيام بذلك عادة عن طريق RS-485 أو إيثرنت.

يجب التحقق من الاتصال في مستوى الأجهزة اعتمادا على نوع الناقل. ترسل آلة البثق المدروسة البيانات عبر Modbus من خلال منفذ إيثرنت ، للحصول على البيانات من آلة البثق ونشرها. ضع جهاز كمبيوتر كناشر رئيسي في موقع الجهاز.

على هذا الكمبيوتر تثبيت بايثون ثلاثة كبيئة البرمجيات. ثم قم بتثبيت Pi Modbus لتمكين اتصال Modbus والاتصال. افحص رموز وظيفة Modbus الخاصة بوحدة التحكم في البثق وقم بتوصيلها بالناشر الرئيسي.

حدد البيانات والعنوان المرتبط بها ورموز Modbus بالكامل من الجهاز باستخدام أداة Modbus مثل استطلاع Modbus أو Q mod الرئيسي على الناشر الرئيسي. ثم اكتب رمز Python على الناشر الذي يسترد البيانات من وحدة تحكم البثق. بالإضافة إلى ذلك ، قم بدمج تدفق البيانات عبر PCIE USB RS-232 و RS-485 من الأجهزة الأخرى.

استيراد paho dot MQTT dot client وتنفيذ التعليمات البرمجية للاتصال ونشر البيانات إلى الوسيط. ثالثا ، إعداد الناشر الإضافي. بالإضافة إلى الناشر الرئيسي ، دعنا نستخدم أجهزة IOT إضافية للحصول على درجات الحرارة المحيطة وإضاءة الأفلام ونشرها.

للقيام بذلك. تم استخدام جهازي Raspberry Pi. ينشر كل جهاز البيانات المقاسة إلى الوسيط كما يفعل الناشر الرئيسي.

ضع الأجهزة بالقرب من مواقع المستشعرات. ثم قم بتثبيت Python Three على الأجهزة وقم بتنفيذ الكود للحصول على بيانات المستشعر. يتم نقل بيانات المستشعر بواسطة I2C لمستشعر الإضاءة وبواسطة GPIO لدرجات الحرارة.

أعد استخدام رمز Python السابق لنشر البيانات. بفضل استقلال جهاز بايثون. يمكن إعادة استخدام رمز النوافذ ل Raspberry Pis.

رابعا ، إعداد المشتركين. الآن دعونا نوضح كيفية الاشتراك في معالجة البيانات. كما ذكرنا سابقا ، قد تتلقى أي أجهزة على الإنترنت البيانات عبر الوسيط.

مرة أخرى ، يمكن معالجة البيانات وتصورها بواسطة رمز بايثون. على جهاز متصل بالإنترنت ، قم بتثبيت بيئة Python مناسبة اعتمادا على الجهاز ونظام التشغيل. على سبيل المثال ، على جهاز Android ، يجب تثبيت Pydroid 3 بدلا من Python 3 ، ثم استيراد كل من عميل paho dot MQTT dot و paho dot MQTT dot الاشتراك للاتصال بالبيانات وتلقيها من الوسيط.

ثم قم بإنشاء واجهة مستخدم كما هو مطلوب استنادا إلى Pi QT5. نظرا لأن تنفيذ هذا الجزء طويل جدا ويمكن أن يكون شاقا. لا يتم وصف التفاصيل هنا باستخدام هذا الرمز الذي يعرض البيانات الواردة على واجهة المستخدم الرسومية.

اعلم أيضا أن التطبيقات الحالية مثل أداة MQT في متجر التطبيقات يمكنها تلقي البيانات. خامسا، تسجيل البيانات. لتسجيل البيانات أثناء المراقبة ، يجب أن تكون Python قادرة على الوصول إلى قاعدة بيانات.

في هذا العمل تتم كتابة البيانات إلى ملف وصول Microsoft. النظر في نطاق البيانات وتوافر البرامج. حدد جهاز مشترك لتسجيل البيانات.

ثم قم باستيراد pyodbc في رمز بايثون للوصول إلى قاعدة البيانات. لتسجيل بيانات المعالجة ، أرسل استعلاما إلى قاعدة البيانات بواسطة رمز Python. لاسترداد البيانات المسجلة إرسال استعلام آخر إلى قاعدة البيانات.

بمجرد استرداد البيانات ، يمكن تحليل البيانات عن طريق إعادة هيكلة البيانات حسب الحاجة. يمكن إنشاء جدول قابل للقراءة في جدول بيانات على الفور. سادسا، النشر.

بعد تطوير جميع العناصر ، يجب نشر رموز Python على كل جهاز. وضع الاتصال السلكي أو اللاسلكي ليس مهما ولكن يجب أن يكون آمنا أن كل جهاز يجب أن يكون قادرا على الوصول إلى الوسيط. وهذا يعني أن الوسيط يلعب كبوابة على الحدود بين الإنترنت والإنترنت لغرض أمني.

هنا للحفاظ على أمان أفضل ، قم بتوصيل وحدة التحكم في البثق بالناشر الرئيسي والناشرين الإضافيين بالإنترنت. ثم قم بتوصيل منفذ إيثرنت واحد من الوسيط بالإنترنت والآخر بالإنترنت لمراقبة وتسجيل بيانات المعالجة. قم بتوصيل المشتركين بالإنترنت كما هو مطلوب.

سابعا: التنفيذ. لاختبار النظام بأكمله ، ابدأ تشغيل خط البثق. بعد ذلك قم بتشغيل جميع أجهزة الكمبيوتر.

ثم ابدأ تشغيل برنامج الوسيط Mosquito ، وقم بتشغيل جميع رموز Python. النتائج التمثيلية. نتيجة لتنفيذ النظام المصمم والمنفذ ، تتم مراقبة بيانات المعالجة وتصورها.

يمكن عرض البيانات بطرق متنوعة بما في ذلك الرسوم البيانية والجداول ، حتى على جهاز محمول يمكن مراقبة البيانات وتسجيلها. علاوة على ذلك ، يتم تسجيل البيانات واسترجاعها من أجل تحليلها. الخلاصة لقد وجد أن البيانات المعروضة في HMI وقياسها بواسطة PIs التوت يتم رصدها وتسجيلها في المشتركين.

من خلال اتباع البروتوكول المقدم ، يمكن مراقبة بيانات المعالجة وتسجيلها دون حلول تكنولوجيا المعلومات باهظة الثمن مثل MES.