Pengembangan edge IIoT – Menggunakan Modbus

Catatan Editor:Industrial Internet of Things (IIoT) berjanji untuk memberikan wawasan mendalam tentang operasi industri dan meningkatkan efisiensi mesin dan sistem yang terhubung. Aplikasi IIoT skala besar mengandalkan arsitektur berlapis untuk mengumpulkan data dari berbagai sensor, memindahkan data dengan andal dan aman ke cloud, dan melakukan analisis yang diperlukan untuk memberikan wawasan dan efisiensi tersebut. Dalam Pengembangan Aplikasi Internet Industri, penulis memberikan pemeriksaan mendetail tentang arsitektur IIoT dan membahas pendekatan untuk memenuhi persyaratan luas yang terkait dengan sistem ini.

Diadaptasi dari Pengembangan Aplikasi Internet Industri, oleh Alena Traukina, Jayant Thomas, Prashant Tyagi, Kishore Reddipalli.

---

Bab 3. Pengembangan Edge IIoT (Lanjutan)
Oleh Alena Traukina, Jayant Thomas, Prashant Tyagi, Kishore Reddipalli

Protokol M2M Industri – Modbus

Pada bagian ini, kami akan mencoba membangun aplikasi IoT sederhana untuk mengirim data dari modul simulator sensor ke perangkat penerima (PC atau cloud), menggunakan hub Raspberry Pi dan protokol Modbus:

Data mengalir dari simulator sensor ke perangkat penerima

Untuk perangkat dengan sumber daya perangkat keras yang terbatas, masuk akal untuk menggunakan protokol Modbus untuk komunikasi serial. Meskipun sederhana, ia memiliki beberapa implementasi terbuka dan eksklusif yang fungsinya bervariasi.

Perhatikan bahwa protokol ini dapat digunakan pada lapisan transport, tetapi, dalam contoh kita, kita akan menggunakan Modbus TCP, bekerja pada tingkat aplikasi.

Pada tabel berikut, Anda dapat menemukan deskripsi protokol yang lebih rinci untuk memahami apakah protokol tersebut sesuai dengan kebutuhan Anda:

Kunci Nilai Open sourceYa*Lapisan OSITransport atau aplikasiDatatypeInteger, float, string, BooleanLimitations• Tidak ada dukungan untuk objek biner besar

• Node master secara teratur melakukan polling setiap perangkat untuk modifikasi data*

• Maksimum 254 perangkat yang dialamatkan pada satu tautan data*

• Hanya transmisi bersebelahan yang diperbolehkan

Kemungkinan operasiBaca dan tulis register dan koil, diagnostikLatencyHighUsageSMS, GPRS, wireline, nirkabel, komunikasi meshKeamananNoCompressionNo

Tabel 4:Spesifikasi protokol Modbus

Nilai yang ditandai dengan * tidak berlaku untuk semua implementasi protokol Modbus.

Untuk membangun aplikasi, kita memerlukan yang berikut ini:

• Perangkat lunak yang diperlukan:

  • Node.js 6+ (https:/ /nodejs.org/en/download/ )

  • PostgreSQL (https://www.postgresql .org/download/ )

  • The Cloud Foundry CLI (https:// github.com/cloudfoundry/cli#downloads )

  • Permintaan (https://www.npmjs .com/package/request )

  • Modbus (https://www.npmjs .com/package/modbus )

  • Docker (https://docs.docker .com/engine/installation/ )

• Perangkat keras yang diperlukan:

  • Raspberry Pi 3 (model B)

  • Adaptor daya (2A/5V)

  • Kartu microSD (8 GB+) dan adaptor SD

  • Kabel Ethernet untuk koneksi jaringan berkabel

Menyiapkan kartu SD

Untuk menyiapkan kartu SD, ikuti urutan tindakan seperti yang dijelaskan:

1. Unduh gambar Raspbian LITE terbaru (tersedia di https://raspberrypi.org/downloads/raspbian/ ).

2. Hubungkan kartu SD Anda ke komputer dan gunakan Etcher (https://io/ ) untuk mem-flash Raspbian .img file ke kartu SD.

3. Aktifkan SSH:

   cd /Volume/boot
   sentuh ssh

4. Untuk mengaktifkan Wi-Fi, buat conf dengan isi sebagai berikut:

   network={
      ssid=”YOUR_SSID”
      psk=”YOUR_WIFI_PASSWORD”
   }

Untuk membuat file di konsol Linux, Anda dapat menggunakan editor nano GNU. Ini sudah diinstal sebelumnya di sebagian besar distribusi Linux. Yang Anda butuhkan hanyalah menjalankan nano FILE_NAME perintah dan ikuti petunjuk yang ditampilkan.

5. Buat /home/pi/hub

6. Buat /home/pi/hub/package.json file dengan konten berikut:

   {
      “name”:“hub”,
      “version”:“1.0.0”,
     “description”:“”,
      “main”:“index.js”, “scripts”:{
        “start”:“node index.js”,
        “test”:“echo “Error:no test ditentukan” &&keluar 1″
      },
      “penulis”:“”,
      “lisensi”:“ISC”, “dependensi”:{
        “modbus”:“0.0.16 ”,
         “permintaan”:“^2.81.0”
      }
   }

7. Buat /home/pi/hub/index.js file dengan konten berikut, menggantikan REMOTE-SERVER-ADDRESS.com dan REMOTE-SENSOR-ADDRESS dengan nilai nyata:

   

8. Buat /home/pi/hub/Dockerfile file dengan konten berikut:

   FROM hypriot/rpi-node:boron-onbuild
   JALANKAN apt-get update &&apt-get install -y libmodbus5

9. Buat /home/pi/sensor

10. Buat /home/pi/sensor/package.json file dengan konten berikut:

   {
      “name”:“sensor”,
      “version”:“1.0.0”,
      “description”:“”,
      “main”:“index.js”, “scripts”:{
        “start”:“node index.js”,
        “test”:“echo “Error:no test ditentukan” &&keluar 1″
      },
      “penulis”:“”,
      “lisensi”:“ISC”, “dependensi”:{
        “modbus”:“0.0.16 ”
      }
   }

11. Buat /home/pi/sensor/index.js file dengan konten berikut, menggantikan REMOTE-HUB-ADDRESS.com dengan nilai sebenarnya:

    

12. Buat /home/pi/sensor/Dockerfile file dengan konten berikut:

   FROM hypriot/rpi-node:boron-onbuild
   Jalankan apt-get update &&apt-get install -y libmodbus5