基于MQTT的数据通信在聚合物挤出工艺中的应用

这项工作中的协议允许通过使用基于发布者订户的协议代码MQTT为聚合物处理机构建灵活的数据通信结构。即使使用经典设备，处理数据也可以由互联网上任何地方的各种设备观察和记录。该协议促进了多个发布者和多个订阅者之间的数据通信。

我们已经实施了一个系统，该系统通过代理设备将处理数据从现有挤出生产线发布到订阅设备。来自传统挤出控制器的数据已在设备中解释并发送到代理。用于两个不同位置的环境温度和处理过程中的附加设备也会将数据发布到代理。

然后，代理将数据中继到对这些数据感兴趣的订阅者设备。显示和记录数据。用户系统已经设计和构建。

由于参与设备的所有代码都是用Python编写的。该代码可以在具有不同操作系统的设备上重复使用。最后，对系统进行部署和测试，以演示 First 代理安装的有效性。

要开始配置 MQTT 代理系统，以便它可以通过互联网监视和记录处理数据。为了使代理设备能够中继此类数据，发布者和订阅者都必须能够访问这些数据。使用公共 IP 地址将计算机系统连接到 Internet，以便发布者和订阅者都可以访问代理。

然后在计算机上安装，Eclipse Mosquito等开放代理软件使用MQTT镜头等测试工具来检查MQTT代理的可操作性。二是主发行商准备工作。现在，让我们准备主发布者设备。

如前所述，此计算机通过 MQTT 将计算机数据发布到代理。遗留数据应进行解释和重新打包以发送出去。这通常可以通过RS-485或以太网完成。

应根据总线类型验证硬件级别的连接。考虑的挤出机通过以太网端口通过Modbus发送数据，从挤出机获取数据并发布它们。将计算机作为计算机站点中的主要发布者放置。

在该计算机上安装Python三作为软件环境。然后安装 Pi Modbus 以启用 Modbus 连接和通信。检查挤出控制器的 Modbus 功能代码，并将其连接到主发布器。

使用主发布者的Modbus工具（例如Modbus轮询或Q mod master）完全识别来自机器的数据和关联的地址以及Modbus代码。然后在发布服务器上编写一个 Python 代码，用于从挤出控制器检索数据。此外，通过PCIE USB RS-232和RS-485从其他设备合并数据流。

导入 paho dot MQTT dot 客户端并实现代码以连接数据并将其发布到代理。第三，额外的发布者准备。除了主要出版商之外，我们还允许使用其他物联网设备来获取和发布环境温度和薄膜照度。

这样做。已经使用了两个Raspberry Pi设备。每个设备都像主发布者一样将测量的数据发布到代理。

将设备放在传感器位置附近。然后在设备上安装Python三，并实现代码以获取传感器数据。传感器数据由 I2C（用于照度传感器）和 GPIO（用于温度）传输。

重用前面的 Python 代码来发布数据。感谢Python的设备独立性。Windows的代码可以重用于Raspberry Pis。

四是订户设置。现在让我们解释一下如何订阅处理数据。如前所述，互联网上的任何设备都可以通过经纪人接收数据。

同样，数据可以通过Python代码进行处理和可视化。在互联网连接的设备上安装合适的Python环境，具体取决于设备和操作系统。例如，在Android设备上应该安装Pydroid 3而不是Python 3，然后导入paho dot MQTT dot客户端和paho dot MQTT dot subscribe以连接到并从代理接收数据。

然后根据需要基于 Pi QT5 构建用户界面。由于这部分的实现相当漫长，并且可能很费力。此处不进一步描述详细信息，此代码在 GUI 上显示传入的数据。

还要知道，应用商店中的MQT工具等现有应用程序可以接收数据。第五，数据记录。为了在监视期间记录数据，Python应该能够访问数据库。

在这项工作中，数据被写入微软访问文件。考虑数据规模和软件可用性。选择订阅者设备以记录数据。

然后在Python代码中导入pyodbc以访问数据库。为了记录处理数据，请通过Python代码向数据库发送查询。要检索记录的数据，请向数据库发送另一个查询。

检索数据后，可以根据需要通过重构数据来分析数据。可以立即构建电子表格中可读的表格。第六，部署。

开发完所有项目后，应将Python代码部署到每个设备上。有线或无线连接模式并不重要，但必须确保每个设备都应该能够访问代理。这意味着出于安全目的，经纪人在互联网和互联网之间的边界上充当网关。

这里为了保持更好的安全性，将挤出控制器与主发布者和其他发布者连接到互联网。然后将代理的一个以太网端口连接到互联网，另一个连接到互联网以监控和记录处理数据。根据需要将订户连接到互联网。

第七，执行。要测试整个系统，请启动挤出生产线。接下来打开所有计算机设备。

然后启动代理软件蚊子，并运行所有Python代码。代表性结果。作为执行设计和实施的系统的结果，处理数据被监控和可视化。

数据可以以多种方式显示，包括图形和表格，即使在移动设备上也可以监视和记录数据。此外，记录和检索数据以进行分析。结论 发现HMI中显示的数据和覆盆子PI测量的数据在订户中进行监测和记录。

通过遵循所呈现的协议，可以监控和记录处理数据，而无需昂贵的IT解决方案，例如MES。