物联网应用太阳能数据收集系统


太阳能数据收集系统:

太阳能数据收集系统架构如图所示, 其功能主要分为感测物件、网络传递、数据收集以及应用服务等四部分:

  • 感测物件 : 包括逆变器内部相关资讯,如电压、电流、输出功率及电压频率数值。

  • 网络传递 : NB-IoT Gateway 连接电信商的 NB-IoT 网络来传递数据。

  • 数据收集: 使用泓格所开发之Server 平台, 并提供储存数据库功能与多种存取界面。

  • 应用服务 : 使用者可将数据用作巨量数据分析或系统营运管理等用途。

  •    NB-IoT Gateway        数据收集器的数据透过 NB-IoT 技术上传 ICPDAS NB-DA Server        NB- DA Server 平台方面则透过物联网常见的MQTTModbusTCP 等技术来收送数据, 并且提供如数据库等各式界面来让使用者存取,而使用者根据自己的需求,则可以自行规划所需的应用服务,如数据探勘或用户及设备管理等。




    NB-IoT 简介


    NB-IoT 即 窄 带 物 联 网 (Narrow Band-Internet of  Things),  属  于  LPWAN( 低功耗广域网络 ),网络可以直接部署于现有2G/3G/4G 的网络,只消耗大约 180 KHz 的频宽,具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。相较于同属 LPWAN 的 LoRa、SigFox 等使用非授权频段技术, 由 3GPP 提出的 NB-IoT 标准更受各大运营商支持,使得 NB-IoT 的发展更有优势。

    应用架构:

    应用架构如图所示,网关是用于收集逆变器之相关数值,如电压、电流、输出功率及电压频率等,并透过Server 端的 NB- DA Server  HMI 软件 InduSoft 将实时数据储存至数据库与显示于 Web 上,以便使用者于任何时间查看线上实时资讯。

    在网关 RTU-540P-NB 收集逆变器的数据后,透过NB-IoT 并经由特定的加密协议来将数据上传至云端,且由于传递是使用 NB- IoT 来传送小数据,因此与使用 LTE 相比将能更加节省网络通讯费用。

    在 Web Server 方面, 当收到 Gateway 传来的数据后,Server 除了提供网页 & APP 让使用者查看实时数据与历史数据外,还会提供 MQTT、Modbus TCP Server 以及MySQL 数据库等方式让使用者存取数据。


    应用架构

    Server 架构

    Server 架构如图所示,Server 是由NB-DA Server 与InduSoft 两套软件所组成, NB-DA Server 提供接收终端装置所回传的数据以及使用者存取,NB-DA Server 支持四种数据存取方式:

  • UDP/TCP 协议 : 用于接收 Gateway 传来的含有特定加密协议的数据。

  • MQTT Client 功能 : 用于订阅及发布讯息至任何 MQTT Server。

  • Modbus TCP Server 功能 : 可让使用者透过 Modbus TCP 协议来存取数据。


  • Server架构

    其 中 ,MQTT 及 Modbus TCP Server 除了可让使用者取得数据外,亦可传送控制讯息来控制现场设备, 在 MQTT 方面, 使用者只要对同一主题发布特定格式的讯息,Server 便会根据讯息内容来对设备下命令, 而在 Modbus TCP Server 方面, 由于 Gateway 会周期性询问特定地址的数据, 因此使用者只需下 Modbus TCP 命令来改变特定地址的值,Gateway 本身便会在收到Server 的数据后对设备下命令。

    而 InduSoft 主要是提供 Web Server 功能、HMI 界面、警报等功能,InduSoft 存取MySQL 数据库并处理数据后,将使用者所需要之数据显示于 Web 上,如图 2-5 所示, InduSoft 支持 HTML5 及各种浏览器 (iOS Safari, Google Chrome, Windows Edge/IE 等 )。




    相关产品介绍:




    RTU-540P-NB

  • 支持NB-IoT

  • 具自动及重新连线的机制

  • 支持Modbus RTU 主站通 讯协议,允许透过1个RS- 485界面串连3个 Modbus RTU设备

  • 可做为NB-IoT的I/O device 或 Gateway

  • 支持GPS功能

  • 提供 3.7V 锂电池备用电源界面



  • NB-DA Server

  • 支持最多10 个Station 每个Station可接受最多2000个 Session 连线

  • 可查看每个Station中各Session的存活状态及错误 发生时的 Log 讯息

  • 支持多个通讯口,每个通讯口可用于2000 个 Session 连线

  • 支持6种数据型态 (DI/DO/ AI/AO/GPS/DEVINFO)

  • 支持 MySQL数据库存取,循环写入功能

  • 支持转送数据给MQTT Broker

  • 支持 Modbus TCP Server 功能

  • 支持 UDP/TCP协议

  • 支持 RAM Disk功能

  • 可自动记录错误发生时的Log讯息


  • InduSoft

  • 图形和动画设计工具

  • 提供超过240种通讯驱动程序

  • 警报、事件、趋势图、配方和报表管理工具

  • 连接任何SQL数据库 (MS SQL、MySQL、Sybase、 Oracle)、MS Access 、Excel 或 ERP/MES 系统

  • 支持网页服务器、数据库和 全面系统备援

  • 支持 InduSoft 内建函数及 标准 VBScript 两种功能强 大的语言脚本

  • 于远程使用IE浏览器或 InduSoft Secure Viewer,以网页方式浏览监控画面

  • 在任何支持 HTML5 浏览器上 ( 例 如:iOS Safari、 Google Chrome 等 ), 监看及变动系统数值