请结合一个物联网技术在商务领域的应用案例,介绍该案例包括哪些子系统或模块?

NHR系列智能显示控制仪表RS-485通信中应用

01摘要
NHR系列智能显示控制仪表是经过多年开发制造经验而设计生产，集诸多全新功能于一身的新一代智能显示控制仪表。针对现场温度、压力、液位、速度、流量等各种信号进行采集、显示、控制、远传、通讯、打印等处理，构成数字采集系统及控制系统，广泛运用于电力、石化、冶金、轻工、制药、航空等诸多领域。产品的EMC设计符合GB/T176262-11相关规定，同时产品取得了CE认证。
02产品的市场背景
在自动化控制领域，随着分布式控制系统的发展，在产业上的分布式控制系统中，经常需要采用串行通讯来达到远程信息交换的目的。目前，用于串行通讯的接口标准包括：RS-232、RS-422、RS-423和RS-485。RS-232是最早的串行接口标准，广泛应用在短间隔、较低波特率串行通讯中。其后发展起来的RS-422、RS-485是平衡传送的电气标准，比起RS-232非平衡的传送方式在电气指标上有了大幅度的进步。RS-485串行接口的电气标准实际上是RS-422的变型，它属于七层OSI (open system interconnection，开放系统互连)模型物理层的协议标准。由于性能优异、结构简单、组网轻易，RS-485总线标准得到了越来越广泛的应用。下面是关于虹润NHR 系列智能显示控制仪表在RS-485通信中的应用。
03产品的技术原理
1、系统技术方案
工业场合中,经常要用一些仪表去控制如温度、液位、流量等。在某些场合,需要1台控制器灵活地控制多台仪表,以达到设计控制目的。
本文利用标准的MODBUS RTU通讯协议与 RS-485通信指令,方便的实现与多台虹润NHR系列仪表的串行通信成功的实现了用单台控制器对多台仪表的灵活控制。可编程控制器允许在一个RS-485通信接口上连接多达100台虹润仪表,仪表大于60台时,需加一个RS-485中继器，RS-485通信口通信距离长达1KM以上。
2、RS-485总线的硬件设计
考虑到此控制系统中网络节点数较多，整个网络超过100个节点，为保证通讯的可靠性和通讯效率按照仪表在系统中实现的不同功能、数据流量、实时性要求把各仪表分布到两条总线上，而且所选器件中的RS-485芯片驱动能力均达到255点，通讯速率选96Kbps，离主站最远的节点不超过50m。
3、网络协议
为了能使具体的命令、数据在网络上正确地传输，在数据链路层必须提供一定的网络协议，保证在物理层的比特流出现错误时进行检测和校正，同时实现数据帧和命令帧的功能。然而，为保证数据传输质量，对每个字节进行校验的同时，应尽量减少特征字和校验字，而常用的数据包格式由引导码、长度码、地址码、命令码、数据、校验码、尾码组成，每个数据包长度达20～30字节，在RS-485系统中显得又有些繁杂。由于MODBUS协议是公然的通讯协议，而且被很多的工控产品生产厂家支持，该协议已广泛应用于水利、水文、电力等行业设备及系统的国际标准中，因此，本系统采用MODBUS协议作为此控制系统的网络协议。
在此控制中由于对PLC和变频器的通讯数据量小而且实时性要求不高，因此采用MODBUS ASCII方式，而对单片机的数据通讯量较大且实时性要求高,因此采用MODBUS RTU方式。
04产品的应用
考虑到100台仪表在RS485总线上的实时性、有效性、正确性，现将100台虹润NHR系列智能控制仪表通讯组网分为两条总线，分别由PLC的串口扩展口分别定义为A1、B1和A2、B2 ；下面是虹润NHR系列智能控制仪表与PLC主机连接图，见图1、图2：

图1：虹润仪表与PLC组网图

图2：虹润仪表与PLC组网图
1、虹润NHR系列智能显示控制仪表通信参数配置
(1)、通信方式为RS-485, (1个起始位，1个或2个停止位，8位数据，无奇偶校验)
(2)、通信传输数据的波特率（12K 24K 48K 96K 192K）可在仪表叁数baud中设定
(3)、通信协议为标准Modbus Rtu 模式
这里重点突出可编程控制器与虹润NHR仪表RS-485接口部分。在工业现场,RS-485通信是应用较多的一种通信方式，图中可编程控制器通过RS-485通信接口与多个NHR仪表相连接,最多可达到100台,每台仪表被赋予各自的地址码,用以识别身份，( 地址码可在仪表叁数Addr中设定)，子单元和主单元采用地址轮询方式。这样可编程控制器的RS-485通信口便能通过RS485总线对挂在下面的所有仪表进行控制 *** 作。
2、虹润NHR系列智能数字显示控制仪通信数据流解析
本通信协议采用标准ModBus协议，采用RTU（十六进制数）传输模式。ModBus协议是一种主---从式协议。任何时刻只有一个设备能够在线路上进行发送。由主站管理信息交换，且只有主站能发起。主站会依次对从站进行轮流查询。只有当从站地址与轮询地址相匹配，从站才能回复消息。从站之间不能进行直接通信。协议桢中不包含任何消息报头及消息结束符，消息的开始和结束依靠间隔时间来识别，当间隔时间长于或等于35个字符时，即作为检测到桢结束。如果网络内没有与查询地址相一致的从站或从站接收时CRC校验出错，主站将不会接收到返回桢，这时主站根据超时设定判断是否超时，如超时，作出重发或d出异常错误窗口动作。
协议桢定义如下：

从站地址：地址必须在1---247之间。
在同个主站网络中每个从站地址必须唯一。
0为广播地址，从站接收消息并作相应处理，但不能回复消息。
功能代码：包含读、写寄存器。
数据：以二进制代码传输。
CRC16：循环冗余校验，校验从从站地址到数据区最后一个字节，计算多项式码为A001(hex)。
（1）、通讯口设置
通讯方式 异步串行通讯接口，如RS-485，RS-232等。
波 特 率 2400～9600bps（可由设定仪表二级参数自由更改，设定仪表二级参数BT，默认4800）。
（2）、字节数据格式 HEX
一位起始位、八位数据位、一位停止位、无校验

（3）、消息桢格式（读、写功能是从主站角度定义的）
读寄存器桢

读寄存器返回桢

写寄存器桢

写寄存器返回桢

错误返回桢

功能代码表：1

错误代码表：2

3、产品

05结论
本文利用标准的MODBUS协议和虹润NHR系列智能显示控制仪表进行RS-485通信，实现了单台控制器控制多台NHR仪表的任务，并能实时检测各仪表的运行状态，整个系统控制灵活方便, 方案结构简单，开发成本低，周期短，既使在恶劣的工业环境下也能稳定工作。

一个池塘其实就是一个小的生态系统。在这个系统中，其生物因子包括：微生物、浮游生物、底栖生物、鱼类等，非生物因子包括：池水、底泥、光能、温度、营养盐、PH值及溶于水中的气体等，这些生物和非生物因子组成了一个互相联系、互相依存、互相制约的统一体，这就是池塘的生态系统。它们在正常情况下其内部结构、物质循环、能量流动保持相对稳定，即生态平衡。
海洋生态
任何物质或元素都处在循环的某个阶段，他们通过生态系统中生物有机体和无生命环境之间的循环活动过程就叫做生态系统的物质循环，生态系统的物质循环和能量流动是紧密联系，不可分割的。能量在食物链中是向着一个方向逐级流动，不断消耗和散失，而物质则可被生物多次利用，在生态系统中不断地循环，或是从一个生态系统消失而又在另一个生态系统出现。这是物质循环和能量流动的重要特征。（海洋中生产者体积小，但是群体大。消费者体积大）依据在生态系统中的功能可划分为三大功能类群：生产者、消费者和分解者。生产者通过光合作用不仅为本身的生存、生长和繁殖提供营养物质和能量，而且也为消费者和分解者提供唯一的能量来源。海洋生态系统中的生产者包括所有海洋中的自养生物，这些生物可以通过光合作用把水和二氧化碳等无机物合成为碳水化合物、蛋白质和脂肪等有机化合物，把太阳辐射能转化为化学能，贮存在合成有机物中。。太阳能只有通过生产者的光合作用才能源源不断地输入生态系统，然后再被其它生物所利用。值得提出的是，深海热泉生态系统的生产者能通过化能作用制造有机物，而陆地上没有这样的生产者。消费者是指依靠动植物为食的动物。直接吃植物的动物叫植食动物，又叫一级消费者，如大多数海洋双壳类、钩虾、哲水蚤、鲍等；捕食动物的叫肉食动物，也叫二级消费者，如海蜇、箭虫、对虾和许多鱼类等；以后还有三级消费者、四级消费者，直到顶位肉食动物。消费者也包括那些既吃植物也吃动物的杂食动物，如鲻科鱼类、只吃死的动植物残体的食碎屑者和寄生生物。分解者在任何生态系统中都是不可缺少的组成成分。它的基本功能是把动植物死亡后的残体分解为比较简单的化合物，最终分解为无机物，并把它们释放到环境中去，供生产者再重新吸收和利用。在全球生态系统的动态平衡中,资源分解的主要作用有:①通过死亡物质的分解,使营养物质再循环,给生产者提供营养物质;②维持大气中CO2浓度;③稳定和提高土壤有机物质的含量,为碎屑食物链以后各级生物提供食物;④改变土壤物理性状,改变地球表面惰性物质因此，分解过程对于物质循环和能量流动具有非常重要的意义。此外，还有一些以动植物残体和腐殖质为食的动物，在物质分解的总过程中发挥着不同程度的作用，如沙蚕、海蚯蚓和刺海参等，有人把这些动物称为大分解者，而把细菌和真菌称为小分解者。它们在生态系统中的重要作用是把复杂的有机物分解为简单的无机物，归还到环境中供生产者重新利用。分解作用的意义主要在于维持全球生产和分解的平衡生物量指水体单位面积或单位体积内生物有机质的重量。在海洋，生产量一般随生物量增加而增加。周转率是指一定时间内新增加的生物量P与这段时间内平均生物量B的比率P/B系数。在海洋中，初级生产量以珊瑚礁和海藻床为最高，其变化趋势是由河口湾向大陆架到海洋而逐渐减少。占地球表面积71%的大洋，其生物生产力很低，所以有人将其称之为“生物学的荒漠。海洋初级生产力的季节变动是中等程度的，而陆地生产力的季节波动则很大，夏季比冬季生产力平均高60%。周转率一般都随生物量的增加而增加。从P/B比值(或称周转率)来看，个体越小的种类，P/B比值越大，虽然生物量小，但周转时间短，结果产量高。一般地，海洋的生物量比陆地增加的速度快。海洋生态系统中的植食动物有着极高的取食效率，海洋动物利用海洋植物的效率约相当于陆地动物利用陆地植物效率的5倍。正是由于这一点，海洋的初级生产量总和虽然只有陆地初级生产量的1/3，但海洋的次级生产量总和却比陆地高得多在海洋中植食性动物对初级生产者的利用效率要高于陆地也高于肉食性动物以及杂食性动物对营养的利用率，因为在海洋中植食性动物大多以浮游植物和海草海藻等为食，摄食的时候基本将食物全部摄入，并且进行比较良好的消化。而在陆地上，大部分植食性动物只摄食植物的一部分，而根或是茎则被遗弃，或是进食之后并没有进行很好的消化就排出体外。不同生态系统中食草动物的消费效率是不相同的①植物种群增长率高,世代短,更新快,其被利用的百分率就高;②草本植物的支持组织比木本植物的少,能提供更多的净初级生产量为食草动物所利用;③小型浮游植物的消费者(浮游动物)密度很大,利用净初级生产量比例最高。肉食性动物也是同样的道理，所以在海洋中植食性动物对初级生产者的利用率是最高的。海洋生物群落中，从植物、细菌或有机物开始，经植食性动物至各级肉食性动物，依次形成摄食者与被食进的营养关系，称为海洋食物链。因为海洋中一种生物往往以多种其他生物为生，而它本身也为多种生物所食，所以每种生物在一个海域中是处于不同的营养层次之中。这样，整个海域中各种生物彼此之间的食物关系就构成一个错综复杂的网络结构，这就是海洋食物网。物质和能量经过海洋食物网的各个环节所进行的转换与流动，是海洋生态系中的物质循环和能量流动的一个基本过程。不同层次的消费者（个体、群体或种群直到群落）在其不同的生态位发挥着作用。物质和能量沿着食物链传递过程中不断地消耗，其消耗量视不同的摄食者对所摄食食物的实际利用效率而定。一般说来，食物链每升高一个层次，有机物质量能量就要损失一部分，食物链的层次越多，总体效率就越低。因此，从初级生产者浮游植物、底栖植物或碎屑算起，处于食物链层次越高的动物，其相对数量越少。相反，处于食物链层次越低的动物，其相对数量越多。这便形成生物量度能量的金字塔。而食物链（网）越复杂，生态系统的主要动能。(1)海洋食物链较长，特别是大洋区食物链经常达到4～5级。而陆生食物链通常仅有2～3级，很少达到4～5级。(2)海洋食物链的许多环节是可逆的、多分支的，加上碎屑食物链、植食食物链和腐食食物链相互交错，网络状的营养关系比陆地的更多样、更复杂。因此，在海洋中用食物网更能确切表达海洋生物之间的营养关系。(3)食物链只表示有机物质和能量从一种生物传递到另一种生物中的转移与流动方向，而不表示每一营养层所需的有机物和能量的数量(即生物量和热量)。(4)食物链每升高一个层次，有机物质和能量就要有很大的损失，食物链的层次越多，总体效率越低。因此，从初级生产者浮游植物、底栖植物或碎屑算起，处于食物链层次越高的动物，其相对数量越少；相反，处于食物链层次越低的动物，其相对个体数量越多。贮存在生产者体内的能量沿着食物链传递时会大量消耗，能流越来越细，营养级间的能量转移效率平均只有10％～15％左右。这便构成了生物量金字塔和能量金字塔。(5)食物网的结构是可变的。从食物网的定义，我们已知在自然界中，一种生物往往摄食多种生物，而其本身也为多种生物所食。因而每种生物在一个海域中是处于不同食物链的不同环节，或者说处于不同的营养层次之中。这样，整个海域各种生物彼此之间的食物关系，就成了一个错综复杂的网络结构。事实上，同一种鱼也依其发育生长阶段、季节和所在海域的不同，其饵料也各异，所以食物网的结构是会改变的。图 海洋食物链类型能量流动,物质循环和信息传递是生态系统的三大功能生产者所固定的能量和物质,通过一系列取食和被食的关系在生态系统中传递,各种生物按其食物关系排列的链状顺序称为食物链由于受能量传递效率的限制,食物链的长度不可能太长,一般食物链都是由4～5个环节构成的。生态系统中的食物链不是固定不变的,只有在生物群落组成中成为核心的,数量上占优势的种类所组成的食物链才是稳定的。捕食食物链:直接以生产者为基础,继之以植食性动物和肉食性动物,能量沿着太阳→生产者→植食性动物→肉食性动物的途径流动如:青草→野兔→狐→狼在大多数生态系统中,净初级生产量只有很少一部分通向捕食食物链,不是主要的食物链2)碎屑食物链:以碎屑为基础,高等植物的枯枝落叶被分解者分解成碎屑,然后再为多种动物所食其构成方式为枯枝落叶→分解者或碎屑→食碎屑动物→小型肉食动物→大型肉食动物除此之外,还有寄生食物链,可认为是捕食食物链的特例。生态系统中许多食物链彼此交错连接,形成的一个网状结构一般说来,生态系统中的食物网越复杂,生态系统抵抗外力干扰的能力就越强,其中一种生物的消失不致引起整个系统的失调;生态系统的食物网越简单,生态系统就越容易发生波动和毁灭,尤其是在生态系统功能上起关键作用的种,一旦消失或受严重损害,就可能引起这个系统的剧烈波动一个复杂的食物网是使生态系统保持稳定的重要条件。

我们合作的单位正在建立鱼塘物联网应用，可以聊一聊。
鱼塘水质监测，目前与南京一公司合作开发鱼塘水质监测设备，以后渔场主可以通过手机来了解鱼塘水质状况，养鱼养虾和鱼苗育苗等都会变得轻松。

物联网用途广泛遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。 国际电信联盟于2005年的报告曾描绘“物联网”时代的图景当司机出现 *** 作失误时汽车会自动报警公文包会提醒主人忘带了什么东西衣服会“告诉”洗衣机对颜色和水温的要求等等。物联网在物流领域内的应用则比如一家物流公司应用了物联网系统的货车当装载超重时汽车会自动告诉你超载了并且超载多少但空间还有剩余告诉你轻重货怎样搭配当搬运人员卸货时一只货物包装可能会大叫“你扔疼我了”或者说“亲爱的请你不要太野蛮可以吗”当司机在和别人扯闲话货车会装作老板的声音怒吼“笨蛋该发车了” 物联网把新一代IT技术充分运用在各行各业之中具体地说就是把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中然后将“物联网”与现有的互联网整合起来实现人类社会与物理系统的整合在这个整合的网络当中存在能力超级强大的中心计算机群能够对整合网络内的人员、机器、设备和基础设施实施实时的管理和控制在此基础上人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活达到“智慧”状态提高资源利用率和生产力水平改善人与自然间的关系。 毫无疑问如果“物联网”时代来临人们的日常生活将发生翻天覆地的变化。然而不谈什么隐私权和辐射问题单把所有物品都植入识别芯片这一点现在看来还不太现实。人们正走向“物联网”时代但这个过程可能需要很长的时间。 应用案例 一物联网传感器产品已率先在上海浦东国际机场防入侵系统中得到应用。 系统铺设了3万多个传感节点覆盖了地面、栅栏和低空探测可以防止人员的翻越、偷渡、恐怖袭击等攻击性入侵。而就在不久之前上海世博会也与中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心签下订单购买防入侵微纳传感网1500万元产品。 二ZigBee路灯控制系统点亮济南园博园。ZigBee无线路灯照明节能环保技术的应用是此次园博园中的一大亮点。园区所有的功能性照明都采用了ZigBee无线技术达成的无线路灯控制 三智能交通系统(ITS) 是利用现代信息技术为核心利用先进的通讯、计算机、自动控制、传感器技术实现对交通的实时控制与指挥管理。交通信息采集被认为是ITS的关键子系统是发展ITS的基础成为交通智能化的前提。无论是交通控制还是交通违章管理系统都涉及交通动态信息的采集交通动态信息采集也就成为交通智能化的首要任务。 四首家高铁物联网技术应用中心在苏州投用 我国首家高铁物联网技术应用中心2010年6月18日在苏州科技城投用该中心将为高铁物联网产业发展提供科技支撑。 高铁物联网作为物联网产业中投资规模最大、市场前景最好的产业之一正在改变人类的生产和生活方式。据中心工作人员介绍以往购票、检票的单调方式将在这里升级为人性化、多样化的新体验。刷卡购票、手机购票、电话购票等新技术的集成使用让旅客可以摆脱拥挤的车站购票与地铁类似的检票方式则可实现持有不同票据旅客的快速通行 清华易程公司工作人员表示为应对中国巨大的铁路客运量该中心研发了目前世界上最大的票务系统每年可处理30亿人次而目前全球在用系统的最大极限是5亿人次。 五国家电网首座220千伏智能变电站 2011年1月3日国家电网首座220千伏智能变电站――无锡市惠山区西泾变电站日前投入运行并通过物联网技术建立传感测控网络实现了真正意义上的“无人值守和巡检”。西泾变电站利用物联网技术建立传感测控网络将传统意义上的变电设备“活化”实现自我感知、判别和决策从而完成自动控制。完全达到了智能变电站建设的前期预想设计和建设水平全国领先。 六、首家手机物联网落户广州 将移动终端与电子商务相结合的模式让消费者可以与商家进行便捷的互动交流随时随地体验品牌品质传播分享信息实现互联网向物联网的从容过度缔造出一种全新的零接触、高透明、无风险的市场模式。手机物联网购物其实就是闪购。广州闪购通过手机扫描条形码、二维码等方式可以进行购物、比价、鉴别产品等功能。 专家称这种智能手机和电子商务的结合是“手机物联网”的其中一项重要功能。有分析表示预计2013年手机物联网占物联网的比例将过半

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