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Docker容器实现搭建边缘采集网关的案例教程

之前我们发布的《串口服务器基于EMQX平台自建MQTT服务器实现通讯教程》一文中简单的介绍了安装Docker以及在Docker中部署EMQX 服务教程,也介绍了Docker系列优势优点及其安装部署教程,本文我们将通过Node-RED环境搭建、项目镜像实现docker安装、安装Modbus功能插件、边缘计算网关配置等教程详细的介绍了Docker容器实现边缘采集网关搭建案例教程。

Node-RED环境搭建

Node-RED是构建物联网IOTInternet of Things应用程序的一个强大工具,其重点是简化代码块的连接以执行任务。它使用可视化编程方法,允许开发人员将预定义的代码块(称为节点Node)连接起来执行任务。连接的节点,通常是输入节点、处理节点和输出节点的组合,当它们连接在一起时,构成一个“流”(Flows

1Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例
1 Node-RED网关开发环境安装流程


docker环境如何部署,网上已经有很多教程,这里不在说明,推荐参考官方安装说明,地址:https://docs.docker.com/engine/install/centos/(国内可能访问比较慢),也可以在阿里云的文档中心查看如何部署docker环境。

项目镜像安装

docker安装项目文件非常的简单,只需要两条指令即可实现Node-RED开发环境部署,其中第一条通过“docker pull 存储库名称”,就可以项目镜像,也可以通过“docker --help”查询指令说明。

2Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例
2 docker --help指令(部分)


Node-RED 1.0开始,Docker Hub上的存储库已重命名为“nodered/node-red”,使用“docker pull nodered/node-red”拉取项目镜像。

要以最简单的形式在Docker 中运行,只需运行:

docker run -it -p 1880:1880 -v node_red_data:/data --name mynodered nodered/node-red

让我们解读下指令:

docker run:运行容器;

-it:打印安装会话,可以省略;

-p:配置本地端口和外部映射端口;

-v node_red_data:/data:挂载一个名为“node_red_data”的docker到容器/数据目录;

--name mynodered:命名为“mynodered”;

nodered/node-red:镜像地址;

只使用Docker run”不先拉取项目镜像也是可以的,该指令会查询本地镜像如果没有就会自动从Docker Hub存储库下载项目镜像;

其他的自定义安装建议仔细阅读Node-RED官方文档(https://nodered.org/docs/后进行我这里只是介绍这个工具的一种用法就不使用自定义安装功能;

安装Modbus功能插件

通过Node-RED默认安装环境是无法实现RTU设备的边缘采集,还需要通过安装不同的功能插件才能实现,安装Modbus功能插件(node-red-contrib-modbus)实现Modbus RTU/Modbus TCP协议转换和边缘采集,安装数据库插件(node-red-node-mysql)实现边缘采集数据的存储,除了安装插件还需要少量的“javascript”脚本转换格式和数据上报等。

好在安装插件的过程可以通过可视化网页界面实现,无需理解复杂的安装指令,这也是Node-RED的优点之一,在地址栏中输入部署Node-RED环境的IP地址和端口,我这里为192.168.88.5:1880

3Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例


打开右上脚的菜单,选择节点管理,点击“安装”,搜索框中输入Modbus功能插件(node-red-contrib-modbus)和数据库插件(node-red-node-mysql)。

4Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例

安装成功节点后在工具栏新增以下节点:

5Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例

node-red-contrib-modbus”节点作者,制作了不同用法的示例,可以通过导入功能,测试理解不同节点的功能,强烈建议多去理解这些实例,方便后续使用;

6Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例

边缘计算网关搭建

7Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例

添加Modbus read”节点周期查询Modbus设备状态,第一需要配置Modbus设备的地址我这里使用“Modbus Slave”软件模拟,地址为192.168.88.100:8890

8Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例

图左通过双击打开Modbus read”配置界面,图右新增Modbus设备连接地址,图中配置寄存器参数,这里以地址0x0000的保持寄存器为例,配置“Poll Rate”查询周期。

使用function”节点提取“Modbus read”节点周期查询的数据,双击打开函数节点,编辑以下脚本:

msg.payload=msg.payload.data;

msg.payload=msg.payload.slice(0,1);

return msg;

使用template”将“function”节点处理的结果进行打包,我这里将数据打包为JSON数据:

9Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例

最后通过TCP连接将数据传输到指定服务器:

10Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例

6”为“DEBUG”节点用于调试,通过上述配置就可以将Modbus TCP指令采集到的数据转换为JSON数据并将数据上报到指定服务器:

11Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例

也可以通过Node-RED提供的MQTT连接节点将数据传输到服务器,同时也可以通过“mysql”节点将将采集数据通过sql语句传输到数据库。

12Docker容器实现边缘采集网关搭建教程案例

采集上报数据库与MQTT服务器流程举例。至此,一个简单的边缘采集网关搭建完成。


今天的分享就到这里啦,EBYTE每一天都致力于更好的助力物联化、智能化、自动化的发展,提升资源利用率,更多产品更多资料,感兴趣的小伙伴可以登录我们的亿佰特官网和企业公众号(微信号:cdebyte进行了解,也可以直接拨打400电话咨询技术专员!


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