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。

在物联网应用中有三项关键技术：

1、传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。

2、RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。

3、嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是"信息化"时代的重要发展阶段。其英文名称是:"Internet of things(IoT)"。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。因此，应用创新是物联网发展的核心，以用户体验为核心的创新20是物联网发展的灵魂。

工业智能网关叫什么？
工业智能网关也叫工业物联网智能网关、无线数据采集网关、通讯采集网关， PLC无线网关 ， 工业通讯网关 ，属于无线传感器网络产品。工业智能网关是一款具备挖掘工业设备数据并接入到云平台的智能嵌入式网络设备。

工业智能网关是做什么的？
工业智能网关具备数据采集、协议解析、边缘计算，利用4G/5G/Wifi网络/WAN/以太网等为用户提供有线和无线长距离大数据传输功能和接入工业云平台。支持采集PLC、传感器、仪器仪表和各种控制器适合作为大规模的分布式设备的接入节点。工业网关是为满足工业级标准和工业用户需求而设计的工业级智能网关。

HINET工业智能网关是一个集成多种互联网通讯技术，面向工业领域的设备通讯终端产品。其包含的5G、4G、WIFI、有线宽带等多种互联网接入方式，可以适应各种网络应用环境，提供随处可得的安全通讯链路。为设备的信息化管理提供高速的数据通道，为整个系统各功能得以实现提供安全可靠的保障和坚实的基础。

工业智能网关 和工业物联网网关都是应用于工业类的。工业网关是物联网和工控系统的核心组成器件。网关起的是承上启下的作用。上即上位机，电脑或触屏监控系统、MES这些；下即下位机，包括PLC、传感器、嵌入式芯片等。它的基本功能就是“翻译功能”将不同协议的下位机产品反馈给上位机。网关担当沟通上、下位机的重任，它的基本功能就是翻译，即协议转换。网关将汇总所有数据，转换传感器的协议，并在发送数据之前对其进行预处理。

工业通信网关可以在各种网络协议间做报文转换，其功能可以通过一块芯片、一个嵌入式设备或板卡、或者是一台独立的设备实现。还有一些设备，如PC，也可以实现网关（或设备服务器）的功能。网关必须能够完整地解析出报文的内容，并且智能地将它转换为另一种协议。

工业智能网关典型应用场景：

工业智能网关的应用范围广，无需布线，减少运维成本，安装便捷，即插即用，可以快速帮助用户接入高速互联网，实现安全可靠的网络数据传输。

工业智能网关广泛应用于工业现场PLC、变频器、机器人等设备远程 *** 作、监控、维护；工程机械远程维护和管理；车间设备与工艺系统的远程维护和管理；小区二次供水水泵远程监测及控制、智慧水务；油气田和油井等现场的监测和控制；电能数据监控系统，工厂机器设备、生产线运行状态监控系统；生产信息采集系统等无线监测与预警；智能楼宇、电梯监控、智能交通、工业自动化、智慧工厂及其他工业40领域等应用。

湖南华辰智通 科技 有限公司自主HINET工业智能网关产品为工业企业提供从设备联网、 PLC远程监控 、PLC远程控制、PLC远程调试、PLC远程编程、PLC数据采集整体解决方案。思普云工业互联网大数据云平台专注于工业设备远程运维与管理，已在全国数万家企业应用。

在SmartPLC中设置点表，可以使用以下步骤：
1 打开SmartPLC软件，并创建一个新的项目。
2 在项目中添加需要使用的设备，如模拟输入输出卡、计数器等。
3 在“点表”窗口中，可以看到所有已添加的设备及其对应的输入输出点。在这里可以对点表进行设置。
4 点击“添加点”按钮，可以添加新的输入输出点。在d出的对话框中，选择需要添加的设备和点的类型，并设置点的名称、地址、描述等信息。
5 对于已有的输入输出点，可以通过双击点的名称或者右键点击点并选择“属性”来修改点的信息。
6 在点表中可以设置点的初始值、数据类型、读写权限等信息。对于需要进行逻辑运算的点，还可以设置点的逻辑表达式。
7 在完成点表的设置后，可以保存点表并将其导入到PLC程序中进行使用。
在设置点表时需要根据实际的硬件设备和PLC程序的需求进行设置，以确保程序的正确性和可靠性。同时，也需要遵循相关的PLC编程规范和标准，以便于后续的维护和扩展。

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