当前位置:首页 > 工业控制 > 电路设计项目集锦
[导读]大多数传统的街道照明系统依赖于简单的天文定时器或光敏传感器,本质上是“盲目的”和“呆板的”。当灯光熄灭或继电器故障时,维修人员只能通过市民投诉才能得知。

第一步:传统城市照明面临的挑战

大多数传统的街道照明系统依赖于简单的天文定时器或光敏传感器,本质上是“盲目的”和“呆板的”。当灯光熄灭或继电器故障时,维修人员只能通过市民投诉才能得知。

我们无需拆除全部电气基础设施即可解决此问题,或者通过在现有控制柜中加装边缘计算网关进行改造。您可以使用4G LTE I/O控制器,通过MQTT和JSON协议将传统的电气接触器连接到现代云平台(如AWS、阿里云)。

第二步:硬件设置与接线

本次构建中,我使用的是Valtoris 8CH-IO-LTE。这是一款工业级网关设备,具备8个数字输入、8个模拟输入,最重要的是,对于我们的项目而言,还配备了8个继电器输出(DO),额定电流为5A,工作电压为AC250V。

为节点供电:将稳定的24V直流电源连接到DC 9-24V端子上。

接线接触器:我们不会直接将路灯通过网关驱动。相反,我们将交流接触器的线圈连接到DO1端子(R和L)。当DO1闭合时,会触发接触器,从而处理路灯所承受的较大交流负载。

天线:将50Ω SMA LTE天线旋紧安装,以确保金属控制柜内有稳定的蜂窝网络连接。

第三步:网络与MQTT配置

要让此边缘设备与云端通信,我们需要配置其4G模块。使用USB转RS485转换器,将网关的485-4G端口连接到您的电脑。

打开配置工具(波特率:115200,8N1)。使用默认密钥登录:666666。

通过进入高级参数来配置MQTT客户端:

•工作类型:MQTT

•MQTT 版本:V3.1.1

•客户端 ID / 用户名 / 密钥:请输入您的云服务提供商的凭证。

•主题:.../user/test(接收来自云端的开关命令) 订阅

•发布主题:.../user/1(用于将传感器数据和中继状态推送到云端)

第4步:关键环节:Modbus转JSON解析

通常,处理 Modbus RTU 需要在云服务器上编写复杂的解析脚本。而这款特定网关最出色的特性之一是其内置的 JSON 解析器,它能够自动轮询 Modbus 寄存器,并将原始的十六进制数据封装成清晰的 JSON 格式,再通过 LTE 发送。

在 JSON 转 Modbus RTU 设置中:

将数据传输间隔设置为1000毫秒。

添加一个对应于光感器或电表Modbus寄存器的JSON节点。

分配一个JSON关键词(例如:“Streetlight_Voltage”)。

您的云服务器将直接接收到结构化数据,而不是像 01 03 02 00 B9 D4 这样的晦涩十六进制代码。

第五步:云仪表盘与操作

配置保存并重启设备后,4G LINK指示灯将变为稳定的蓝色。

如果我们查看云服务提供商的日志服务(此处为阿里云物联网),就可以看到网关成功发布了JSON数据体:

要远程开启路灯,我们只需向订阅主题发布一条包含 TEST(或您定义的十六进制触发码)负载的消息。网关接收到该消息后,会关闭 DO1,交流接触器随即闭合,路灯随即亮起。

结论

我们通过添加一个4G I/O控制器,成功为传统照明柜实现了实时远程控制和遥测功能。这种架构无需编写任何嵌入式C代码,即可轻松扩展到城市中数百个柜体。

本文编译自hackster.io

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除( 邮箱:macysun@21ic.com )。
换一批
延伸阅读

机器对机器(M2M)通信场景,消息队列作为系统解耦的核心组件,通过异步传输机制提升系统吞吐量与容错能力。服务质量(QoS)保障机制则是确保消息可靠传递的关键技术。本文将从协议原理、QoS等级划分、技术实现及典型应用场景四...

关键字: MQTT CoAP AMQP

在资源受限的嵌入式场景中,RTOS的引入往往带来额外的内存开销和调度复杂性。以某智能电表项目为例,其主控芯片STM32F103仅配备20KB RAM,若采用FreeRTOS,仅内核就需占用8KB内存,导致剩余资源无法满足...

关键字: W5500 MQTT

智慧城市与工业物联网,超长待机设备的需求正以每年30%的速度增长。以杭州某独居老人火灾预警系统为例,其部署的2000台NB-IoT烟感报警器需在5号电池供电下持续工作3年以上,这对通信频率与功耗的平衡提出了严苛挑战。ST...

关键字: NB-IoT MQTT

在河南临颍县的智慧辣椒种植基地,一排排传感器正以每秒1次的频率采集土壤湿度数据。这些数据通过W5500以太网模块与LoRa无线模块的组合,经MQTT协议上传至云端。然而,当网络突然中断时,设备能否确保关键灌溉指令不丢失?...

关键字: MQTT QoS

在物联网设备开发领域,网络通信的稳定性与资源占用始终是开发者面临的两大核心挑战。传统方案中,基于STM32等MCU的软件协议栈(如LWIP)虽能实现基础通信功能,但在复杂电磁环境或资源受限场景下,常因CPU负载过高、内存...

关键字: W5500 MQTT

在工业自动化领域,生产监控的实时性直接关系到设备故障响应速度、生产效率优化和产品质量控制。传统工业通信协议(如Modbus、OPC UA)虽成熟稳定,但在跨设备、跨平台数据交互和大规模并发连接场景下逐渐显现瓶颈。MQTT...

关键字: 工业自动化 MQTT

随着设备规模从千级跃升至亿级,如何确保MQTT系统的稳定性与性能?答案藏在测试工具的选择中。本文将深度对比开源与商业MQTT测试工具,从功能特性、性能表现、易用性三个维度,助你找到高效测试的“利器”。

关键字: MQTT Mosquitto

在物联网(IoT)领域,MQTT协议因其轻量级、低功耗和高效的发布/订阅机制,成为设备间通信的核心标准。无论是智能家居的温度传感器,还是工业场景中的远程监控设备,MQTT都承担着数据可靠传输的重任。然而,对于新手而言,如...

关键字: MQTT 通讯测试

智能家居从概念走向现实的进程,设备间的无缝通信与协同控制成为用户体验的核心。传统智能家居系统常因协议不兼容、响应延迟高或离线失控等问题,导致用户操作繁琐、场景联动卡顿。MQTT(Message Queuing Telem...

关键字: 智能家居 MQTT

现代物联网应用需要可靠的实时图像流功能,用于从安全监控到远程监控的应用。虽然基于wifi的解决方案很常见,但它们往往存在信号不稳定和范围有限的问题。该项目演示了如何使用内置以太网功能的W6300-EVB-PICO2微控制...

关键字: 物联网 摄像头 以太网 MQTT OV2640
关闭