白皮书
车联网设计与实现:搭建可靠、高效、符合行业需求的车联网平台 →

概述

爱谱华顿是中国信息化传输与弱电智能领域的开拓者和重要推动者,专业从事电线电缆、视频监控与综合布线三大领域。全国拥有 3 大生产基地、8 大仓储中心、90 余家销售分支机构、近 4000 名员工,是国内同行业规模较大的产品直销体系之一。

河姆渡是爱谱华顿全资子公司,也是国内的智能建筑 B2B 电子商务平台,提供各类公共安全设施、楼宇自动平台系统、机房工程、音视频设备、智能家居、电脑外设、辅材工具优质特价商品的一站式采购,致力于成为全球领先的智能建筑产业互联网平台。通过互联网技术与传统产业的深度融合,合力打造全新的工业互联网平台,进行数字化转型,为用户带来更大价值与更好体验。

挑战

在“中国制造2025”、“工业4.0”的大背景下,全面数字化转型已经成为新时代经济发展的必然。多年以来,中国制造业一直处于经济高速发展的快车道中,得益于内外不断开拓的市场需求。因为疫情的影响,外贸波动,内需市场增量有限。如何提升生产效率,降低生产成本成为制造业新的突破口。

河姆渡从 2015 年初开始探索工业互联,于 2018 正式发布年河姆渡工业互联网平台 1.0,并在其母公司爱谱华顿集团成功试点。为了进一步拓展工业互联网应用广度和深度,让“哑”设备“活起来”,把工业全流程都“连起来”,河姆渡在 2020 年开始重磅打造具备工业数据采集、数据分析、设备管理、故障预警、统计报表等功能的一站式工业物联网平台,以期实现工业领域的万物互联。

解决方案

河姆渡工业物联网平台提供全托管的实例服务,可以实现设备快速接入、数据远程监控,一站完成工业数据采集、数据分析、设备管理、故障预警、统计报表等功能,为企业进行商务决策提供有力的数据支撑。

在边缘侧,智能网关盒子南向通过各种协议(Modbus、三菱 MC、西门子 S7 )采集设备数据,在网关盒子部署 EdgeX Foundry 作为平台边缘计算的框架,扩展 EdgeX 微服务应用,在边缘侧实现数据清洗和预处理;北向采用云原生分布式 MQTT 消息服务器 EMQX 作为 Broker,通过 MQTT 协议将处理后的数据上传到 EMQX 中。EMQX 具备完整的 MQTT 协议支持,完善的数据安全与隐私,强大的 IoT 规则引擎,可以为高可靠、高性能的物联网实时数据移动、处理和集成提供动力。

在平台侧,模型是平台的关键概念。河姆渡工业物联网平台提供物模型的定义,提供了一个关于“物”的一致表达方式,提高了开发的速度以及解决方案的易扩展性和可维护性。

平台提供强大的设备管理能力,云网协同,设备即插即用,提供设备物模型定义、数据持久化存储、设备访问授权、分组及标签、设备批操作等全面的设备管理能力。通过调用 EMQX 提供随机应变的“规则引擎”,用户可以自定义触发条件(设定时间、指定设备、事件、规则状态)和响应条件(提醒通知),对不同事件作出不同处理,实现设备联动和智能控制。

平台提供丰富的 API,开放设备管理、数据和规则等能力,帮助行业应用快速孵化。面向智慧城市、车联网、智慧园区等领域的功能组件、数据分析能力,助力行业智能化。

平台将云计算的能力下沉到边缘侧、设备侧、并通过云平台进行统一交付、运维、管控。平台所有重要组件都采用分布式的思维理念,使其可以以多个无中心节点的方式部署运行。

平台提供多种数据存储方式,既可以采用时序数据库,也可以采用 MPP 数据库存储。同时提供数据解析功能,通过编写数据解析脚本,设备上报数据时会自动调用脚本将数据解析为平台的标准 JSON 格式,还可以对脚本进行模拟和运行调试,运行正常后发布该脚本。此外还提供数据计算功能,即标准 JSON 数据后置处理器,可以使用(JavaScript)脚本方式修改解析后的数据,并将最终修改后的数据作为结果存储转发。

项目架构图

项目架构图

成果

基于 EMQX 搭建的河姆渡工业物联网平台,为用户提供工业设备互联网解决方案,可实现大量设备的入网、数据采集、存储、信息推送及设备状态监控、管理、维护等功能。平台还可以将云上智能应用拓宽到边缘的能力,使边缘侧的计算能力更加强大,满足客户对边缘计算资源的远程管控、数据分析处理决策等的智能化需求。同时提供云端对边缘侧设备、应用、节点的监控能力,为企业提供完整的云边协同一体化服务的边缘计算解决方案。通过在靠近设备端的地方建立计算能力,可以解决网络延时、网络拥塞等问题,让靠近设备侧的边缘应用及时做出最优决策,服务质量得到提高。

该平台在爱谱华顿工厂实施上线后,设备接入效率提升 40%,数据采集效率提升 60%,设备故障率减少 30%。