物联网智能网关数据怎么接入MES系统？支持哪些通讯协议？

物联网智能网关要接入MES系统，需要从下面几个方面讨论：
1、多种采集协议的适配：车间设备一般具有多种接口和多种自动化协议，常见的有modbus、PPI、MPI、Profinet、hostlink等，接口一般为RS485、以太网、can口等。
2、具备边缘计算能力：物联网智能网关必须具备边缘计算能力，而不是傻瓜式的透传。可以对数据进行本地化预处理，然后再与MES服务器交互，这样能极大减轻MES服务器的压力。
3、与MES服务器间的通信规约和数据格式：物联网网关与MES服务器见需要支持实时性非常强的通信规约，如MQTT、DICP等，而不是普通的自动化协议。同时约定好传输的数据格式，以被MES服务器解析。
帝图数据采集器适合于用在MES系统的数据采集，比如汽车生产线的数据采集、变电站的数据采集等。

本实验采用W25Q64芯片

W25Q64是华邦公司推出的大容量SPI

FLASH产品，其容量为64Mb。该25Q系列的器件在灵活性和性能方面远远超过普通的串行闪存器件。W25Q64将8M字节的容量分为128个块，每个块大小为64K字节，每个块又分为16个扇区，每个扇区4K个字节。W25Q64的最小擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除4K个字节。所以，这需要给W25Q64开辟一个至少4K的缓存区，这样必须要求芯片有4K以上的SRAM才能有很好的 *** 作。

W25Q64的擦写周期多达10W次，可将数据保存达20年之久，支持27~36V的电压，支持标准的SPI，还支持双输出/四输出的SPI，最大SPI时钟可达80Mhz。

一。SPI接口原理

(一)概述
高速，全双工，同步的通信总线。

全双工：可以同时发送和接收，需要2条引脚

同步： 需要时钟引脚

片选引脚：方便一个SPI接口上可以挂多个设备。

总共四根引脚。

(二)SPI内部结构简明图
MISO： 做主机的时候输入，做从机的时候输出

MOSI：做主机的时候输出，做从机的时候输入

主机和从机都有一个移位寄存器，在同一个时钟的控制下主机的最高位移到从机的最高位，同时从机的最高位往前移一位，移到主机的最低位。在一个时钟的控制下主机和从机进行了一个位的交换，那么在8个时钟的控制下就交换了8位，最后的结果就是两个移位寄存器的数据完全交换。

在8个时钟的控制下，主机和从机的两个字节进行了交换，也就是说主机给从机发送一个字节8个位的同时，从机也给主机传回来了8个位，也就是一个字节。

(三)SPI接口框图
上面左边部分就是在时钟控制下怎么传输数据，右边是控制单元，还包括左下的波特率发生器。

(四)SPI工作原理总结
(五)SPI的特征
(六)从选择(NSS)脚管理
两个SPI通信首先有2个数据线，一个时钟线，还有一个片选线，只有把片选拉低，SPI芯片才工作，片选引脚可以是SPI规定的片选引脚，还可以通过软件的方式选择任意一个IO口作为片选引脚，这样做的好处是：比如一个SPI接口上挂多个设备，比如挂了4个设备，第二个用PA2，第三个用PA3，第四个用PA4作为片选，我们

跟第二个设备进行通信的时候，只需要把第二个片选选中，比如拉低，其他设备的片选都拉高，这样就实现了一个SPI接口可以连接个SPI设备，战舰开发板上就是通过这种方法来实现的。

(七)时钟信号的相位和极性
时钟信号的相位和极性是通过CR寄存器的 CPOL 和 CPHA两个位确定的。

CPOL：时钟极性，设置在没有数据传输时时钟的空闲状态电平。CPOL置0，SCK引脚在空闲时为低电平，CPOL置1，SCK引脚在空闲时保持高电平。

CPHA：时钟相位 设置时钟信号在第几个边沿数据被采集

CPHA=1时：在时钟信号的第二个边沿
CPOL=1，CPHA=1，

CPOL=1表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为高电平。如果CPHA=1，那么数据就在时钟信号的第二个边沿即上升沿的时候被采集。

CPOL= 0，CPHA=1， CPOL=0表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为低电平。

如果CPHA=1，那么数据就在时钟信号的第二个边沿即下降沿的时候被采集。

CPHA=0时：在时钟信号的第一个边沿
CPOL=1，CPHA=0，

CPOL=1表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为高电平。如果CPHA=1，那么数据就在时钟信号的第一个边沿即下降沿的时候被采集。

CPOL= 0，CPHA=0， CPOL=0表示时钟信号在没有数据传输时即空闲时的状态为低电平。

如果CPHA=1，那么数据就在时钟信号的第一个边沿即上升沿的时候被采集。

为什么要配置这两个参数

因为SPI外设的从机的时钟相位和极性都是有严格要求的。所以我们要根据选择的外设的时钟相位和极性来配置主机的相位和极性。必须要与从机匹配。

(八)数据帧的格式和状态标志
数据帧格式：根据CR1寄存器的LSBFIRST位的设置，数据可以MSB在前也可以LSB在前。

根据CR1寄存器的DEF位，每个数据帧可以是8位或16位。

(九)SPI中断
(十)SPI引脚配置 (3个SPI)
引脚的工作模式设置
引脚必须要按照这个表格配置。

二。SPI寄存器库函数配置

(一)常用寄存器
(二)SPI相关库函数
STM32的SPI接口可以配置为支持SPI协议或者支持I2S音频协议。默认是SPI模式，可以通过软件切换到I2S方式。

常用的函数：

1 void SPI_Init(SPI_TypeDef SPIx, SPI_InitTypeDef

SPI_InitStruct);//SPI的初始化

2 void SPI_Cmd(SPI_TypeDef SPIx, FunctionalState NewState); //SPI使能

3 void SPI_I2S_ITConfig(SPI_TypeDef SPIx, uint8_t SPI_I2S_IT,

FunctionalState NewState); //开启中断

4 void SPI_I2S_DMACmd(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t SPI_I2S_DMAReq,

FunctionalState NewState);//通 过DMA传输数据

5 void SPI_I2S_SendData(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t Data); //发送数据

6 uint16_t SPI_I2S_ReceiveData(SPI_TypeDef SPIx); //接收数据

7 void SPI_DataSizeConfig(SPI_TypeDef SPIx, uint16_t SPI_DataSize);

//设置数据是8位还是16位

8 其他几个状态函数

void SPI_Init(SPI_TypeDef SPIx, SPI_InitTypeDef

SPI_InitStruct);//SPI的初始化
结构体成员变量比较多，这里我们挑取几个重要的成员变量讲解一下：

第一个参数 SPI_Direction 是用来设置 SPI 的通信方式，可以选择为半双工，全双工，以及串行发和串行收方式，这里我们选择全双工模式

SPI_Direction_2Lines_FullDuplex。

第二个参数 SPI_Mode 用来设置 SPI 的主从模式，这里我们设置为主机模式 SPI_Mode_Master，当然有需要你也可以选择为从机模式

SPI_Mode_Slave。

第三个参数 SPI_DataSiz 为 8 位还是 16 位帧格式选择项，这里我们是 8 位传输，选择SPI_DataSize_8b。

第四个参数 SPI_CPOL 用来设置时钟极性，我们设置串行同步时钟的空闲状态为高电平所以我们选择 SPI_CPOL_High。

第五个参数 SPI_CPHA

用来设置时钟相位，也就是选择在串行同步时钟的第几个跳变沿(上升或下降)数据被采样，可以为第一个或者第二个条边沿采集，这里我们选择第二个跳变沿，所以选择

SPI_CPHA_2Edge

第六个参数 SPI_NSS 设置 NSS 信号由硬件(NSS 管脚)还是软件控制，这里我们通过软件控

制 NSS 关键，而不是硬件自动控制，所以选择 SPI_NSS_Soft。

第七个参数 SPI_BaudRatePrescaler 很关键，就是设置 SPI 波特率预分频值也就是决定 SPI 的时

钟的参数 ， 从不分频道 256 分频 8 个可选值，初始化的时候我们选择 256 分频值

SPI_BaudRatePrescaler_256, 传输速度为 36M/256=140625KHz。

第八个参数 SPI_FirstBit 设置数据传输顺序是 MSB 位在前还是 LSB 位在前， ，这里我们选择

SPI_FirstBit_MSB 高位在前。

第九个参数 SPI_CRCPolynomial 是用来设置 CRC 校验多项式，提高通信可靠性，大于 1 即可。

设置好上面 9 个参数，我们就可以初始化 SPI 外设了。

初始化的范例格式为：

SPI_InitTypeDef SPI_InitStructure;

SPI_InitStructureSPI_Direction = SPI_Direction_2Lines_FullDuplex;

//双线双向全双工

SPI_InitStructureSPI_Mode = SPI_Mode_Master; //主 SPI

SPI_InitStructureSPI_DataSize = SPI_DataSize_8b; // SPI 发送接收 8 位帧结构

SPI_InitStructureSPI_CPOL = SPI_CPOL_High;//串行同步时钟的空闲状态为高电平

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SPI_InitStructureSPI_CPHA = SPI_CPHA_2Edge;//第二个跳变沿数据被采样

SPI_InitStructureSPI_NSS = SPI_NSS_Soft; //NSS 信号由软件控制

SPI_InitStructureSPI_BaudRatePrescaler = SPI_BaudRatePrescaler_256; //预分频

256

SPI_InitStructureSPI_FirstBit = SPI_FirstBit_MSB; //数据传输从 MSB 位开始

SPI_InitStructureSPI_CRCPolynomial = 7; //CRC 值计算的多项式

SPI_Init(SPI2, &SPI_InitStructure); //根据指定的参数初始化外设 SPIx 寄存器

(三)程序配置步骤
三。W25Qxx配置讲解

(一)电路图
片选用的PB12

W25Q64 是华邦公司推出的大容量SPI FLASH 产品，W25Q64 的容量为 64Mb，该系列还有 W25Q80/16/32

等。ALIENTEK 所选择的 W25Q64 容量为 64Mb，也就是 8M 字节。(1M=1024K)

W25Q64 将 8M 的容量分为 128 个块(Block)，每个块大小为 64K 字节，每个块又分为 16个扇区(Sector)，每个扇区 4K

个字节。W25Q64 的最少擦除单位为一个扇区，也就是每次必须擦除 4K 个字节。这样我们需要给 W25Q64 开辟一个至少 4K 的缓存区，这样对 SRAM

要求比较高，要求芯片必须有 4K 以上 SRAM 才能很好的 *** 作。

W25Q64 的擦写周期多达 10W 次，具有 20 年的数据保存期限，支持电压为 27~36V，W25Q64 支持标准的

SPI，还支持双输出/四输出的 SPI，最大 SPI 时钟可以到 80Mhz(双输出时相当于 160Mhz，四输出时相当于 320M)，更多的 W25Q64

的介绍，请参考 W25Q64 的DATASHEET。

在往一个地址写数据之前，要先把这个扇区的数据全部读出来保存在缓存里，然后再把这个扇区擦除，然后在缓存中修改要写的数据，然后再把整个缓存中的数据再重新写入刚才擦除的扇区中。

便于学习和参考再给大家分享些spi 的资料

stm32之SPI通信

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把WiFi用于M2M连接的主要优点是使用现有网络、速率高(WiFi的速率大大超过处理遥测所需的数据量)、前后兼容性好。

WiFi现在是一种用得较多的无线技术。除了在笔记本电脑中，目前在许多网络设备(Cisco的所有路由器和交换机)中也增加了处理80211协议的能力，就像处理以太网和IP一样方便。由于WiFi在企业中已经非常普遍，故自然会考虑选用它来提供M2M连接。目前，诸如Airespace、TrapezeNetworks等无线交换机厂商，已经推出能够实时跟踪器具的软件。Intel出资的新兴公司Bluesoft甚至已经在销售基于80211b的RFID标记，一片小小的用电池供电的网络接口卡。
使用WiFi的缺点包括功耗大、成本高、协议开销大、需要接入点。目前在一个器具上增加WiFi至少需要15美元。Bluesoft标记的价格是65美元。虽然成本还会下降，但近期仍只能用于跟踪价值较高的资产。一个仓库可能只会把Bluesoft标记用于它的铲车，而不会用于铲车搬动的箱子。WiFi是一个无中继转发能力的单跳网，器具只能连接到接入点(AP)。AP之间的连接、AP与其它网络的连接往往通过常规的有线以太网。如果已经用于其它以太网业务的同一布线再用作WiFi回传，就需要进行认证或把WiFi无线数据包隔离开。要不，你就不得不安装新的缆线和交换机。

物联网是当今热门的搜索词。它不仅经常出现在今年的两次会议上，而且对运营商和许多互联网极客来说也是必须的。可以说，未来几年，最具投资潜力的产业将是物联网智能产业。然而，目前物联网技术的应用还没有完全爆发，但仍存在技术等方面的局限性。

因此，对物联网产业的投资，机遇与挑战并存。物联网被称为继计算机和互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮，具有巨大的发展潜力。物联网卡是一种安装在各种物体上的SIM卡、传感器和二维码。

通过接口和无线网络连接，实现人与物与物之间的通信和对话。这种连接对象的网络称为物联网。目前，物联网卡也广泛应用于各种公用事业，以及物流、科技、智能制造、教育、卫生保健、农业等行业，具有广阔的市场前景。为了及时实现物联网的爆炸式发展，需要解决许多问题。

1、行业兼容性。虽然物联网卡可以在许多领域使用，如智能家居、智能汽车、智能穿戴、智能能源、医疗、消防、物流、金融等，但有必要为不同行业定制一个智能物联网云平台管理系统，这需要一定量的技术信息。

我和能源，以及不同的专业之间有差异，所以我们需要真正了解客户。家庭的需求更加困难。

2、技术需要改进。目前，物联网行业缺乏一些技术标准，终端平台的应用相对落后。为了向客户提供最终的应用程序，需要端到端的集成。这种集成是基于不同的项目，不同的设备做不同的适应方案，太多的个性化需求，技术的实施，将需要太强的完成。

3、成本不低，需求有限。目前，物联网卡的许多智能化应用大多针对大型项目，许多中小企业需要进行智能化改造和应用，如果考虑到成本投入，就应该缩小规模。这部分市场更难开放。

扩展资料：

物联网卡未来的发展有三大优势：

1、我国是世界制造业的中心，包括智能手机、笔记本电脑、工业汽车、家电等，可以说各种配套产业链最为齐全，再加上多年积累的制造研发经验，可将其提炼为数据模型后快速复制并与应用结合，从而可让中国制造业更加智能化和个性化。

2、中国有将近8亿的互联网用户量，移动网络覆盖率98%，截止目前为止4G用户数量超过25亿，为物联网的发展打下坚实基础，同时也能够随时随地联网。我国将充分利用这些优势，专注发展，就能创造出巨大的社会利益链，促使我国成为全球物联网大国。

3、中国物联网所覆盖的行业人群广，从行业应用的智慧交通、智能物流、医疗、农业、能源领域，到私有的智能家居、个人、智能汽车等应用，无论从减少成本提高效率还是提高中国居民的生活质量，物联网无疑将在中国市场获得巨大的成功。

“泛在电力物联网”的四层架构以及每层架构主要解决的问题：

感知层：解决数据采集问题，负责感知外界信息和响应上层指令

网络层：接驳感知层和平台层，具有强大的纽带作用

平台层：信息汇总、数据贯通，提升数据高效处理和云雾协同能力

应用层：用户接口，接收信息，并对信息进行处理和决策

针对感知层，SpreadJS可有效解决数据采集、模板迁移，以及数据兼容性问题

（感知层基本架构）

泛在电力物联网的建设，国网公司曾多次强调，不搞推倒重来，不搞重复建设，即“少花钱、多办事”。因此，针对感知层搭建过程中的数据采集、统一感知接入和数据共享等问题，首先要做到与原设备和系统的数据完全兼容，并充分利用原设备和数据模板，唤醒和盘活存量设备及数据。

在泛在电力物联网出现之前，这部分数据主要由电网数据采集员收集，通过各部门ERP系统进行填报、汇总，难免会出现由于现场设备终端种类众多、 *** 作系统不统一而导致的数据误差和接驳困难，更不要说去实现更高层面的业务协同和数据贯通了。

针对上述问题，利用SpreadJS的“在线Excel”特性就可以很好地解决。

Excel作为一款市面上使用人数最多的数据分析及填报软件，具备功能强大，简单易学的特点，SpreadJS 同样具备上述优点，并提供高度类似 Excel 的 *** 作模式和UI，在不依赖任何Excel的组件下，实现数据填报、Excel 类报表设计、公式计算、图表可视化等功能，并可无损导入、导出 Excel 文件。

使用SpreadJS，可将原有系统数据（或Excel模板）转换为JSON格式，直接导入新系统中，不仅解决了原模板不统一，用料数据不一致，文件难以管理的问题，还最大程度的保留了Excel公式、图表，以及数据填报能力，同时所有报告的数据和模板都可以在后台进行有效的管理和存储。

针对平台层，SpreadJS可为“数据中台”构建，提供高效的性能支撑

作为信息汇总和碰撞的地方，数据相通是其基本条件，而要做到数据贯通，必须要解决数据存储、检索、权限管理等问题，数据中心（或数据中台等）便是一个很好的解决方案。

如果一个工作人员如果对其他专业系统不熟悉，加上没有通用的数据分析手段，面对那些已经经过信息化重新组织的业务数据，基本无从下手。

因此，打造数据中台，一定要从源端开始，建立数据从接入、存储到加工应用的规范化流转机制，实现数据同源，并减少重复存储，以此降低数据存储成本，以及数据重复加工产生的人力成本。

远光软件，作为专业的企业资源管理产品解决方案提供商，已经开始全面布局泛在电力物联网的业务规划，打造针对电力行业的数据中台，并通过产业链管理、区域能源管理、能源网络管理、电力市场交易、综合能源服务和能源大数据管理六大业务服务能源新生态。

远光软件在“泛在电力物联网”的布局

企业应用管理系统，作为远光软件数据中台的核心模块之一，正是以Excel的数据源为基础，以数据共享、在线协同编辑为目的，充分实现企业业务流程和内部数据闭环。

而SpreadJS的典型应用场景之一：在线协同编辑，则可以很好地满足远光软件关于“企业应用管理系统”构建的全部需求。

以SpreadJS开发的协同办公系统，具备协作效率高（多人协同编辑，无需等待），简单易用（类 Excel 的方式降低学习成本，最终用户极易上手），快速响应需求（无需IT、开发部门介入，业务部门自行完成）等特点，可有效助力企业从业务和数据双视角构建数据服务体系，为系统使用者提供数据调用、数据监控、数据分析与数据展现等服务，为项目管理者提供流程规范化、数据业务化、数据服务化及服务共享化的支持。

扩展阅读《SpreadJS 在“泛在电力物联网”信息化系统开发中的作用》网页链接

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