智能边缘网关
2023-02-25 18:19:51 时间
背景介绍
调研发现,数字经济为工业物联网、智能交通以及智慧医疗等场景提出了新的解决方案。工程师利用传感器+边缘网关+云服务器的系统架构,通过大数据及人工智能算法进行辅助决策,最终为工业设备赋能,提高加工生产效率。近年来,数字经济与实体经济的结合程度逐渐升高,本文章通过拉伸机展示了数字化在科研设备的应用实例。
本项目旨在以“工业 4.0”理念为核心,为实现对辊弯成形制件质量的稳健控制,在精密电子万能材料试验机基础上,增加高温试验等装置;以及高精度扭矩传感器以及辊弯成形工艺设计软件,实现对不同温度、反复拉伸加载路径下超高强钢各向异性变形行为的精确描述,为实现辊弯成形制造智能化奠定坚实基础。
系统结构
安装系统
智能网关一般安装有Linux系统,能够进行数据的接收、边缘计算及上传等。本节主要介绍如何给网关安装Linux系统,相信很多理工科学生都会给笔记本进行重装系统,对于网关来说,步骤也较为类似,具体如下:
- 1. 利用Win32 Disk Imager 实现U盘刻录ISO:采用了Debian系统;
- 2. 将系统刷入emmc:我们在串口工具中输入 armbian-config 指令,打开系统配置界面,具体如图3所示:
监听串口数据
我们在智能网关中搭建node-red开发环境,通过MQTT节点将底层数据转发到物联网平台。附:node-red不仅能够稳定可靠的接收底层硬件发送的数据,还极大的简化了物联网项目的开发难度,大大的加快项目进度,其中,node-red开发框架如下图所示:
附件
串口监听程序所用的语言框架有多种选择方案,例如:1、采用python pyserial模块监听智能网关的端口,将嵌入式硬件发送的serial 数据提取出来;2. 采用golang语言编写程序代码,实现数据提取及转存;其中,python 提取串口数据所用的程序代码如下所示:
sudo apt-get install python3
sudo apt-get install python3-pip
sudo pip3 install --upgrade pip
pip install pyserial
sudo apt install -y setserial
sudo setserial -g /dev/ttyS*
dmesg | grep ttyS0
import serial #导入模块
try:
portx="/dev/ttyS0"
#波特率,标准值之一:50,75,110,134,150,200,300,600,1200,1800,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200
bps=115200
#超时设置,None:永远等待操作,0为立即返回请求结果,其他值为等待超时时间(单位为秒)
timex=5
# 打开串口,并得到串口对象
ser=serial.Serial(portx,bps,timeout=timex)
# 写数据
# 如果使用中文必需使用gbk编码,利用gbk编码将汉字转化为正常的ASCII码,然后发送出去
result=ser.write("All is ready. 一切都准备好了。".encode("gbk"))
print("写总字节数:",result)
ser.close()#关闭串口
except Exception as e:
print("---异常---:",e)
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