明道云联合EMQ基于IIoT场景技术白皮书

伙伴介绍

EMQ(杭州映云科技有限公司)是一家开源物联网数据基础设施软件供应商,交付全球领先的开源云原生 MQTT 消息服务器和流处理数据库,为企业云边端的海量物联网数据提供高可靠、高性能的实时连接、移动、处理与集成,助力构建「面向未来」的物联网平台与应用。

背景

智能物联网设备在IIoT场景中有着广泛的应用,但如何管理和监控这些设备是一个挑战。为了解决这个问题,用户首先需要采集各项设备基础数据,然后在此基础上通过业务系统管理设备。

EMQ作为数据链接底座,可提供高可靠、高性能的实时连接,确保设备信息能够及时、准确地传输到明道云平台。采用明道云打造智能物联网设备管理系统,可以实现设备数据的监测、工单管理、设备报警等功能,在平台上处理设备管理流程,实现对设备的全方位、智能化管理。

通过采用这一联合方案,企业可以实现设备的高效管理、数据的实时采集和处理以及应用的快速开发和部署,从而提高生产效率、降低运营成本,实现数字化转型和升级。同时,明道云和EMQ的高可靠性和高性能也能够保障工厂的数据安全和生产稳定性,为客户创造更大的价值。

明道云与EMQ在工业物联网(IIoT)场景中相互配合,简化产业数据采集、传输和应用开发,提供高效的解决方案。本文重点介绍EMQ X、Neuron、eKuiper在边缘数据采集、传输能力方面的优势,以及明道云在工业低代码应用场景的表现。

联合方案设计

EMQ 和明道云联合打造的 IIoT 零代码平台,旨在简化工业互联网项目的开发和部署过程,为企业提供一种高效、灵活和可靠的解决方案。

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IIoT零代码平台架构设计

以下是该联合方案的主要优势:

  1. 低门槛,零代码开发:借助明道云的零代码开发平台,用户无需具备专业的编程技能,即可通过拖拽、配置等简单操作快速构建工业互联网应用。这降低了企业实施 IIoT 项目的门槛,节省了开发和维护成本,加快了项目上线速度。
  2. 高性能,稳定可靠:EMQ X 是一款具有高性能、高并发处理能力的物联网消息服务器,支持百万级别的设备连接。结合明道云的强大计算能力,该平台确保实时数据传输的稳定性和可靠性,满足工业互联网应用对实时性和稳定性的高要求。
  3. 多协议支持,广泛适用:EMQ X 支持 MQTT、CoAP、LwM2M 等多种物联网协议,便于与各类设备和平台进行对接。这使得该平台具有广泛的适用性,可满足不同行业和场景下的 IIoT 应用需求。
  4. 数据安全与隐私保护:EMQ X 提供数据加密和访问控制策略,确保数据在传输过程中的安全性。明道云平台同样注重数据安全,提供多层次的数据保护措施,包括访问权限控制、审计追踪等功能,保障企业数据的安全和隐私。
  5. 边缘计算能力:EMQ X 支持边缘计算,可以在边缘端进行实时数据处理,降低响应延迟,提高数据处理效率。这有助于实现工业互联网应用的实时监控和控制,提高生产效率。
  6. 强大的数据处理和分析能力:明道云提供丰富的数据处理和分析工具,帮助企业实现数据的快速整合、清洗、分析和可视化。结合 EMQ X 的实时数据采集能力,企业可以更好地挖掘数据价值,优化生产过程,提高决策效率。
  7. 高度可定制化:明道云平台提供丰富的组件和模板,用户可以根据业务需求进行灵活定制。结合 EMQ X 的可扩展性和多协议支持,该平台可以轻松适应各种工业互联网应用场景,满足企业个性化需求。
  8. 跨平台协同:明道云支持多种终端设备访问,实现跨平台协同,提高团队工作效率。通过与 EMQ X 的集成,企业可以实现设备、数据和人员的无缝连接,推动工业互联网应用的广泛落地。

综上所述,EMQ 和明道云联合打造的 IIoT 零代码平台具有低门槛、高性能、多协议支持、数据安全、边缘计算能力、强大的数据处理和分析能力、高度可定制化和跨平台协同等优势。这些优势使得该平台成为企业实现工业互联网应用的理想选择,有助于推动企业数字化转型和升级。

EMQ IIoT数据集成平台

产品介绍

  • EMQ X是一款高性能、高可靠的物联网消息中间件。具备大规模分布式物联网接入平台,为高可靠、高性能的物联网实时数据移动、处理和集成提供动力,助力企业快速构建物联网时代的关键应用。支持多种协议,包括MQTT、MQTT-SN、CoAP、LwM2M等。在工业物联网场景中,EMQ X可以实现设备与设备、设备与平台之间的高效通信,确保数据实时传输。
  • Neuron是一款工业协议网关软件,支持多种工业协议,如Modbus、OPC UA、IEC 60870-5-104等。Neuron可以将不同协议的数据统一为标准化的数据格式,方便设备与云平台之间的数据交互。通过与EMQ X的结合,Neuron可以实现边缘设备的数据采集和传输。
  • eKuiper是一款轻量级的边缘计算框架,可对边缘设备的数据进行实时处理和过滤。通过与Neuron的结合,eKuiper可以实现对采集到的数据进行实时分析,提高数据处理效率,降低数据传输量,减轻云端的计算压力。

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方案优势

通过在边缘侧及MQTT Broker侧的混合部署,EMQ的工业物联网方案在IIoT在云-边-工厂设备端实现了以下的功能和应用价值:

  • 多层次架构:采用云-边-工厂设备多层次架构,将数据处理任务分布在云端、边缘端和工厂端,实现数据处理的灵活性和高效性。
  • 实时数据处理:利用边缘计算能力,在边缘端实现实时数据处理,降低响应延迟,提高数据处理效率。
  • 数据安全与隐私保护:支持数据加密和访问控制策略,确保数据在传输过程中的安全性和设备的访问权限管理。
  • 异常事件处理:可实现对设备数据的实时监控,自动检测异常事件,实时报警,帮助企业及时发现和解决问题。
  • 跨协议支持:支持MQTT、CoAP、LwM2M等多种物联网协议,便于与各类设备和平台进行对接。
  • 高可扩展性:采用分布式架构设计,可实现高可扩展性和高容错性,满足大规模设备接入和消息传输需求。
  • 高性能:具有高并发处理能力,支持百万级别的设备连接,确保实时数据传输的稳定性和可靠性。

明道云IIoT零代码应用平台

通过明道云和产品内的零代码组件,我们可以实现EMQ传输消息的数据落盘、故障工单、设备管理、业务看板、数据分析和数据监控等应用。

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以下是具体实现方法:

  • 数据落盘:利用明道云的数据集成组件,可以将EMQ X传输的消息数据实时接入到明道云工作表中。通过配置数据源、目标工作表和字段映射关系,实现数据的自动同步和存储。也可以通过客户提供的数据作为数据源,实时同步数据库内数据到工作表。
  • 故障工单:通过明道云的工作流组件,可以根据设备数据判断设备状态,如发生故障时,自动生成故障工单。工作流中可以设置条件判断、任务分配、通知提醒等环节,实现设备故障的快速响应和处理。
  • 设备管理:利用明道云的工作表组件,可以构建设备信息表,记录设备的基本信息、状态、运行数据等。通过自定义视图,可以实现设备列表、设备详情、设备状态统计等功能,便于设备管理和维护。
  • 业务看板:通过明道云的自定义视图组件,可以创建业务看板,展示设备运行状态、故障统计、能耗分析等关键指标。视图支持多种图表类型,如柱状图、饼图、折线图等,可根据需求定制展示内容。
  • 数据分析:利用明道云的数据分析组件,可以对设备数据进行统计分析,发现设备运行规律、故障原因等。数据分析组件支持多种统计方法,如求和、平均值、最大值、最小值等,帮助企业优化设备运行和维护策略。
  • 数据监控:通过明道云的实时监控组件,可以实时查看设备运行数据,如温度、湿度、压力等。实时监控组件支持多种展示形式,如仪表盘、实时曲线图等,便于企业实时掌握设备运行状况。

综合以上零代码组件,明道云可以帮助企业快速实现EMQ传输消息的数据落盘、故障工单、设备管理、业务看板、数据分析和数据监控等应用,降低开发门槛,提高工业物联网应用的开发效率。

联合实践

明道云可搭建各类企业管理应用,包括资产管理、生产管理、设备管理等系统。以设备管理为例,包括设备档案管理、数据监测、设备预警、设备维保、工单管理、报表分析等,通过对工厂的物联网设备数据进行分析和处理,制定实用的管理规则和决策辅助系统,从而提高设备利用率、节约能源、降低运营成本。

我们以工厂常用的耗电监控、空压机和变压器为例;通过网关协议将设备信息实时传输到EMQ平台,此案例场景我们的存储数据库采用的是Mysql数据库,可以和明道云平台无缝对接。

工业协议解析

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Neuron 为工业物联网的「连接」而生,支持同时为多个不同通讯协议设备、数十种工业协议进行一站式接入及 MQTT 协议转换,仅占用超低资源,可以原生或容器的方式部署在 X86、ARM 等架构的各类边缘硬件中,助力构建工业物联网应用。Neuron 与 EMQX 集成后可实现各类工业设备的接入,并分发到其他各工业信息系统。

消息规则引擎

EMQX将Neuron 采集到的Modbus的协议数据通过消息引擎进行处理,在数据接入的MQTT Broker处做到数据清洗和数据路由。本次实践采用MySQL为客户数据存储所需的数据库,将告警数据、正常的物联网消息数据正确转发到预先建好的数据库中,等待明道云侧的数据表单做数据拉取以及业务应用的调用。

  1. SELECT
  2. id,
  3. topic,
  4. payload.node as node_name,
  5. payload.group as group_name,
  6. payload.timestamp as tstp,
  7. payload.values.energy_light3 as energy_light3,
  8. payload.values.energy_ac3 as energy_ac3,
  9. payload.values.energy_kyj3 as energy_kyj3,
  10. payload.values.status_transformer3 as status_transformer3,
  11. payload.values.temp_transformer3 as temp_transformer3,
  12. payload.values.alarmset_transformer3 as alarmset_transformer3,
  13. payload.values.status_kyj3 as status_kyj3,
  14. payload.values.error_kyj3 as error_kyj3
  15. FROM
  16. “neuron/neuron_nhjk/upload”
  17. WHERE
  18. payload.group = ‘bei1’
  19. SELECT
  20. payload.node as node_name,
  21. payload.timestamp as tstp,
  22. payload.group as group_name,
  23. payload.errors as errors_json
  24. FROM
  25. “neuron/neuron_nhjk/upload”
  26. WHERE
  27. json_encode(payload.errors) != ‘{}’ AND is_not_null(payload.errors)

数据集成

明道云数据集成的核心能力是要解决各个业务系统数据分散的问题。它通过直接对接数据库的方式来实现数据的实时同步。用户只需要配置简单的字段映射规则,就可以实现数据库和工作表的同步,也支持数据库之间的数据同步。

  • 通过明道云集成中心数据集成功能,配置数据库集成信息,目前支持的外部数据库类型包括:MySQL、MariaDB、SQL Server、IBM db2、PostgreSQL。将持续增加其他常见的数据库,如 MongoDB、Oracle等;

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  • 设备运行信息通过明道云集成中心的同步任务,实现数据对接;

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  • 设备运行信息数据实时传输到明道云;

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设备档案管理

利用明道云的工作表组件,可以构建设备信息表,自定义字段信息记录设备的基本信息、供应商、运行数据等,对设备的基础信息和运行状态进行管理;

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  • 设备信息画廊图

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  • 设备信息状态看板

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设备监控

利用智能物联网设备,可以采集设备数据,通过EMQ将数据上送到明道云,实现设备的远程监控。在明道云中,通过搭建可视化的仪表盘或报表,直观地展示设备数据,做到实时监控设备。

  • 设备运行看板,设备运行概况、告警信息一目了然

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  • 设备运行异常信息

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设备报警

如果设备出现故障或异常,需要及时发送报警通知。在明道云中可以设置报警流程,并通过站内消息、微信、短信、邮件等方式进行通知,确保设备的问题及时得到解决。

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设备维护

设备的运营需要不断地维护和保养,为了更好的管理和维护工厂设备,明道云提供了工单和任务管理的功能。通过工单,可以实现设备的维保,把设备使用过程中出现的问题及时排查和解决。EMQ推送过来设备运行信息会自动触发生成维修工单。

  • EMQ推送来的数据,如果符合设备告警条件,则会自动触发自动化工作流,通知工单负责人指派维修人员;

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  • 维修工单信息表

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  • 工单进度管理

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展望未来

明道云提供了丰富的应用组件和业务逻辑构建工具,通过零代码方式能够快速构建各类企业管理应用。在使用明道云搭建设备管理系统的过程中,推进IT与业务融合,充分交流和沟通,使得系统更加符合实际需求,达到更好的效果。

同时,明道云提供了多种集成方式,与EMQ进行集成,能够方便快捷地实现工厂客户的物联网应用。EMQ可连接数百万个设备并实时推送数据,为工厂的智能物联网设备提供高可靠性、高性能的数据接。

综上所述,使用明道云和EMQ相结合的解决方案可以使工厂的设备管理更加高效、智能化,并且能够提高生产效率和运营效益,增强企业的竞争力和市场占有率。

关于明道云

明道云(www.mingdao.com)成立于2013年,位于上海,创始人为互联网知名人士任向晖先生。明道云是一个APaaS平台,帮助企业快速搭建个性化业务应用。用户不需要代码开发就能够搭建出用户体验上佳的销售、运营、人事、采购等核心业务应用,打通企业内部数据,也能够通过API和Webhook和其他系统对接。

明道云的自动化工作流还可以实现审批、填写等控制流程和业务自动化。如果用户企业使用钉钉或企业微信,也可以将明道云搭建的应用直接对接到工作台上。

明道云可以帮助企业大大节省软件费用、降低定制开发的成本和时间,拥有一个极度灵活和易用的数据中台,并提高整体数字化和智能化水平。目前已有上百万用户使用,付费企业超过4000家,典型客户包括:中铁三局、佛山地铁、普华永道、艾瑞咨询、迪卡侬、北京大学、四川航空、上海静安区街道、艾默生电子、西门子、杭州建筑设计研究院、七天四季酒店、希尔顿、凯宾斯基酒店、可口可乐等知名机构。