![](https://habrastorage.org/webt/yt/0a/dl/yt0adl2nnlgn0boiprhiw-gib1m.jpeg)
Можно ли без навыков программирования развернуть систему сбора данных промышленного уровня? В статье мы познакомимся с устройствами, которые позволяют в несколько кликов получить готовую систему обработки цифровых сигналов, доступных через JSON API.
Серия WISE-4000 — это устройства ввода-вывода для логирования, мониторинга и передачи данных с удаленных объектов. Они поддерживают промышленные протоколы MQTT, Modbus/TCP и имеют HTTP JSON API. Имеется интеграция с облачными сервисами Microsoft Azure, Dropbox и другими.
Устройства могут работать как в составе SCADA, так и автономно. Поддерживается подключение к сети по WiFi.
Технические характеристики
- Цифровые и выходы (DI/DO) — доступны модели с 8 и 4 цифровыми входами и 4 цифровыми выходами.
- Силовые реле — модель WISE-4060 имеет на борту 4-х канальное реле, позволяющее управлять силовой нагрузкой.
- Поддержка промышленных протоколов — управление цифровыми каналами и сбор данных через Modbus/TCP и MQTT
- Поддержка облачных провайдеров — загрузка данных в Microsoft Azure, Dropbox, Alibaba Cloud
- Поддержка WiFi — поддержка протоколов 802.11b/g/n, работа в режиме станции (клиента) и точки доступа (AP).
- Web-интерфейс — вся настройка может быть выполнена через веб-интерфейс, без использования сторонних программ
- SMA разъем для антенн — возможность подключения сторонних антенн вместо штатной.
- Часы реального времени — Модуль RTC с автономным питанием, для сохранения точного времени в случае отключения питания и потери связи.
- Работа от напряжения 10-30VDC — с наличием защиты от неправильного подключения питания
Первичная настройка
![](https://habrastorage.org/webt/ge/ja/q0/gejaq0-zsolocmsxsgrgbsnokok.jpeg)
Важно иметь в виду, что переключение в режим настройки не сбрасывает пароль веб-интерфейса на заводской. Для того, чтобы сбросить настройки, необходимо использовать утилиту под Windows Adam/Apax. Net Utility.
В веб-интерфейсе можно задать режим Wi-Fi-клиента (Infrastrucutre mode) или режим точки доступа (AP Mode).
![](https://habrastorage.org/webt/9m/tn/e9/9mtne9ko33mqfot-lmn9elipv2o.png)
В режиме клиента можно задать две разных сети Wi-Fi, к которым будет пытаться подключаться устройство. В качестве второй сети удобно использовать служебную сеть для настройки, к которой устройство будет автоматически подключаться, находясь на стенде обслуживания. После настройки сети можно установить DIP-переключатель SW1-P1 в положение ON.
![](https://habrastorage.org/webt/pt/_-/61/pt_-61oue5j-_nkq2zsjatw8ryw.jpeg)
DIP-переключатели на задней крышке WISE-4051
Порты ввода-вывода
Разберем назначения портов ввода-вывода на примере модели WISE-4051, которая имеет восемь портов цифровых входов (DI) и один порт RS-485 для Modbus/RTU Master. Основное назначение данной модели — сбор данных с датчиков и мониторинг удаленных объектов.
Логические уровни
Порты 0-3 имеют тип «сухой» (dry) контакт. Логической единицей считается замкнутый контакт с DCOM0, а логическим нулем, соответственно, открытый разомкнутый контакт. К этим контактом можно подключать герконы, реле, кнопки.
Порты 4-7 имеют тип «мокрый» (wet) контакт. Логической единицей считается напряжение 10-30V, а логическим нулем — 0-3V между контактом и землей DCOM1.
Все порты поддерживают инвертирование логических уровней, а также импульсный сигнал частотой до 3 кГц.
![](https://habrastorage.org/webt/or/c5/pc/orc5pc7eevi1e_5isui44gseghm.png)
Назначение портов WISE-4051
Режимы работы I/O
Каждый из цифровых входов может независимо работать в одном из пяти режимов обработки входного сигнала. В зависимости от выбранного режима, принятый сигнал будет по-разному сохранятся в памяти устройства. Каждый из режимов позволяет инвертировать логический ноль и единицу.
![](https://habrastorage.org/webt/tu/vb/3f/tuvb3fzdaatt9mvdl-xhid2gq3q.png)
DI — обычный цифровой вход
Данный режим позволяет считать состояние контакта Low/High. Дополнительно можно активировать фильтр помех, установив минимальную и максимальную длину сигнала в десятых долях миллисекунд.
![](https://habrastorage.org/webt/w4/qu/dk/w4qudkpcjcabcxnxx07uoayn47y.png)
Счетчик (Counter)
Режим «счетчик» последовательно считает число принятых сигналов и сохраняет их количество. Дополнительно можно задать стартовое значение переменной. Такой режим удобно использовать для подсчета регулярных событий, например срабатывания геркона для оценки проходимости разных дверей.
![](https://habrastorage.org/webt/1j/l8/dp/1jl8dpremkaptodqfpeja_jyexe.png)
Режим счетчика цифрового входа
Режим сигнализации (Latch)
В данном режиме однократный сигнал безвозвратно переключает состояние входа в режим срабатывания, до того момента, пока он не будет сброшен принудительно, через API или вручную. Этот режим полезен для сигнализаций, предохранителей и любых сигналов, требующих вмешательства персонала.
![](https://habrastorage.org/webt/ms/yh/fj/msyhfjkb6qnrga0bx8nxb9bemuo.png)
Два цифровых контакта в режиме сигнализации. Контакт 0 находится в состоянии срабатывания сигнализации.
Режим измерения частоты (Frequency)
Хранит текущее значение частоты сигнала с точностью от 0.1 до 0.01 Гц. Дополнительно можно задать временной интервал обнуления значения. Данный режим можно использовать для импульсных сигналов, счетчиков оборотов, моторов, колебаний и т.д.
![](https://habrastorage.org/webt/nx/sq/az/nxsqazg_hktswkun-9pebujiars.png)
Локальное хранилище
Принятые сигналы устройство может сохранять во внутреннюю память, на случай потери связи с сервером или для полностью автономной работы. Резервный аккумулятор позволяет хранить данные в энергозависимой памяти при отключении основного питания.
Запросы к локальному хранилищу можно выполнить через веб-интерфейс, Modbus/TCP и HTTP RESTful API.
![](https://habrastorage.org/webt/vj/8i/fz/vj8ifzq0fgfnhlxonosv6cbeyyo.png)
Запрос локального хранилища через веб-интерфейс.
HTTP RESTful
Для примера работы с HTTP API попробуем развернуть простой тестовый стенд. На вход №3 подключим обычную механическую кнопку и установим режим работы «счетчик» (counter) в веб-интерфейсе. Нажмем кнопку несколько раз, чтобы проверить, изменяется ли значение.
В веб интерфейсе видно, что значение счетчика увеличивается
![](https://habrastorage.org/getpro/habr/post_images/c31/6e3/9a9/c316e39a98ed93b48b1304a5e33fff60.png)
Значение счетчика входа №3 в веб-интерфейсе
Далее попробуем прочесть состояние счетчика с помощью HTTP API, описанного в документации. Для этого выполним GET-запрос с помощью утилиты curl, где 10.0.0.1 — ip адрес устройства, di_value означает Digital Input Value, slot_0 — номер слота и ch_3 — номер порта на устройстве. Так как используется HTTP Basic Auth, логин и пароль можно передать в URL.
curl http://username:password@10.0.0.1/di_value/slot_0/ch_3
{
"Ch": 3,
"Md": 1,
"Val": 27,
"Stat": 0,
"Cnting": 1,
"OvLch": 0
}
Разберем значения в ответе:
Ch — номер входа, в нашем случае №3.
Md — режим работы, в нашем случае «счетчик» (0 — DI, 1 — Counter, 2 — LowToHighLatch, 3 — HighToLowLatch, 4 — Frequency).
Val — значение счетчика, в нашем случае — число нажатий кнопки.
Таким образом без навыков программирования и установки дополнительного ПО, используя только веб-интерфейс, мы смогли за пять минут настроить простое устройство сбора и хранения данных, которое можно легко интегрировать в любую современную систему. Несмотря на то, что данный пример достаточно примитивный, он дает общее понимание простоты настройки. По такому же принципу можно развернуть более сложные системы, с разнородными типами данных и режимами работы.
Облачные провайдеры
Устройства серии WISE-4000 поддерживают интеграцию с облачными сервисами. Собранные данные могут передаваться в облачное хранилище по протоколу MQTT или загружаться в виде файлов на dropbox или на внутренний сервер. Также поддерживается интеграция со SCADA-системой Advantech WebAccess
Microsoft Azure
![](https://habrastorage.org/webt/rm/ph/mk/rmphmkkh1qtac9il8md-4no-spa.png)
![](https://habrastorage.org/webt/we/4w/bo/we4wboyv9_bu2rfklalqf11trcq.png)
Dropbox
![](https://habrastorage.org/webt/nz/hq/ez/nzhqezzx66v2lnp9nwcehjmj7du.png)
SDK для разработчиков
Набор WISE-4012E специально создан для удобной разработки и отладки систем на базе WISE-4000. В комплект входит модуль WISE-4012E с двумя аналоговыми и двумя цифровыми входами а так же двумя каналами реле. Устройство питается напрямую от USB и не требует дополнительных блоков питания.
![](https://habrastorage.org/webt/fy/b5/lr/fyb5lr5mowrmhbetaf2xeykjria.png)
Набор для разработчиков WISE-4012E с питанием от USB и демо-платой ввода-вывода
Демо плата I/O
Чтобы разработчик мог самостоятельно симулировать сигналы ввода-вывода на аппаратном уровне в комплект входит демо-плата. Для отладки аналоговых выходов предназначены два потенциометра, для дискретных вводов — DIP переключатели, для выходов реле — два светодиода. Это позволяет получить на рабочем месте полноценный тестовый стенд без лишних проводов.
![](https://habrastorage.org/webt/mm/op/1n/mmop1nalhwhnwdw0gb0nzdploqm.png)
Заключение
WISE-4000 объединяют в себе функции устройства сбора и передачи данных (УСПД) и устройства удаленной связи с объектом (УСО). Настройка не требует навыков программирования и может быть выполнена через веб-интерфейс со смартфона в кратчайшие сроки. Благодаря поддержке современных протоколов, устройства могут легко интегрироваться в современные SCADA и облачные системы.