Uncategorized

USR-N5X0 Edge Computing: แปลง Modbus RTU เป็น MQTT JSON พร้อม SNMP/NTP | VR Automation

Posted on by admin
16
ส.ค.

USR-N5X0 Edge Computing: แปลง Modbus RTU เป็น MQTT JSON พร้อม SNMP และ NTP

คู่มือใช้งาน (Tutorial) | อุปกรณ์เครือข่ายอุตสาหกรรม | VR Automation

มิเตอร์ไฟฟ้าและเซนเซอร์รุ่นเก่าที่พูดได้แต่ Modbus RTU ไม่จำเป็นต้องถูกทิ้ง ฟังก์ชัน edge computing ของ USR-N5X0 ช่วยดึงข้อมูลจากอุปกรณ์เหล่านั้นแล้วแปลงเป็น JSON ส่งขึ้นคลาวด์ผ่าน MQTT ได้ในตัว ไม่ต้องมีเซิร์ฟเวอร์กลางคอยแปลง บทความนี้อธิบายโครงสร้างและขั้นตอนตั้งค่า อ้างอิงจาก USR-N5X0 User Manual V1.0.0

1. สถาปัตยกรรมสองด้านของ Edge Computing

คู่มือใช้คำว่า southbound กับ northbound ในการอธิบายบทบาทสองด้านของอุปกรณ์ ซึ่งเป็นวิธีคิดที่ช่วยให้ออกแบบระบบได้ชัดขึ้นมาก

ทิศทางโปรโตคอลที่รองรับบทบาทของอุปกรณ์
Southbound (ลงหน้างาน)Modbus RTUทำหน้าที่ Modbus RTU Master ดึงข้อมูลจากมิเตอร์และเซนเซอร์อนุกรม
Northbound (ขึ้นระบบส่วนกลาง)MQTT Broker, TCP/UDP/HTTP ผ่าน socket, AWS IoT และ Alibaba Cloud IoT Platformส่งข้อมูลที่แปลงเป็น JSON แล้วขึ้นคลาวด์หรือเซิร์ฟเวอร์

ที่มา: หัวข้อ 3.2.6 Edge computing และหัวข้อ 9 Edge computing — USR-N5X0 User Manual V1.0.0

คู่มือย้ำว่าอุปกรณ์รับบทบาทต่างกันในแต่ละด้าน และบทบาทแต่ละด้านถูกกำหนดจากการตั้งค่าของคุณเอง จึงต้องตั้งบทบาทของอุปกรณ์แต่ละตัวให้ถูกต้อง

2. ประโยชน์ที่ได้จากการออกแบบสองในหนึ่ง

คู่มือระบุข้อดีไว้ตรง ๆ ว่า การรวมสองหน้าที่ไว้ในอุปกรณ์เดียวช่วย

  • ลดความซับซ้อนของระบบโดยรวม
  • ลดพื้นที่ที่ต้องใช้ในโครงสร้างเครือข่าย
  • ลดเวลาติดตั้งทั้งระบบ
  • ยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์เดิม โดยเชื่อมเข้ากับ Ethernet แล้วเข้าถึงผ่านโปรโตคอลที่ต้องการ ไม่ว่าจะเป็น TCP/UDP, HTTP หรือ MQTT
💡 Pro Tip: ข้อได้เปรียบที่ประเมินค่าไม่ได้ของ edge computing คือ เมื่อสัญญาณอินเทอร์เน็ตขาด อุปกรณ์ยังคง polling ข้อมูลหน้างานต่อไปได้ ต่างจากสถาปัตยกรรมที่ให้เซิร์ฟเวอร์กลางเป็นผู้ polling ผ่านอุโมงค์ ซึ่งจะหยุดเก็บข้อมูลทันทีที่สายหลุด

3. ขั้นตอนตั้งค่า

  1. เปิดฟังก์ชัน edge computing — คู่มือระบุว่าผู้ใช้ต้องเปิดใช้งานฟังก์ชันนี้ก่อนเป็นอันดับแรก
  2. เพิ่มอุปกรณ์ Modbus slave — ต่ออุปกรณ์อนุกรมเข้าพอร์ตของเกตเวย์ N5X0 แล้วตั้งพารามิเตอร์ของ slave ที่แท็บ data acquisition
  3. กด add slave เพื่อเพิ่มอุปกรณ์ แล้วกด edit เพื่อคอนฟิกรายละเอียดของอุปกรณ์นั้น
  4. ตั้งค่าฝั่ง northbound — เลือกปลายทางว่าจะเป็น MQTT Broker หรือ socket แบบ TCP/UDP/HTTP

สำหรับการทดสอบการเชื่อมต่อ MQTT คู่มือแนะนำเครื่องมือ MQTT.fx ซึ่งเป็นไคลเอนต์ MQTT บนเดสก์ท็อปที่ใช้กันแพร่หลาย รองรับทั้ง Windows, macOS และ Linux ช่วยตรวจสอบได้อย่างรวดเร็วว่าเชื่อมต่อกับ IoT Hub ได้จริงและ publish/subscribe ข้อความได้หรือไม่ โดยหน้าจอหลักประกอบด้วยแถบที่อยู่ของ MQTT Broker พร้อมคอนฟิกการเชื่อมต่อ และแท็บฟังก์ชัน Publish, Subscribe, Scripts, Broker Status และ Log

เมื่อเชื่อมต่อสำเร็จ ให้ตรวจสถานะที่เมนู Status > Overview อุปกรณ์จะแสดงสถานะ CONNECTED ซึ่งหมายความว่าเชื่อมต่อกับ IoT Hub เรียบร้อยและสั่ง publish หรือ subscribe ได้แล้ว

4. โหมด Modbus Gateway ที่ใช้ร่วมกันได้

นอกจาก edge computing อุปกรณ์ยังทำหน้าที่เกตเวย์แปลงโปรโตคอลได้ตรง ๆ ซึ่งคู่มืออธิบายว่าเป็นการแปลงที่พบบ่อยที่สุดในงานอุตสาหกรรม คือแปลง Modbus RTU เป็น Modbus TCP มักจำเป็นเมื่อต้องนำอุปกรณ์เดิมอย่างมิเตอร์ที่ส่วนใหญ่ใช้ Modbus RTU มาผนวกเข้ากับระบบ SCADA ที่ส่วนใหญ่ใช้ Modbus TCP

สถานการณ์การตั้งค่า
Ethernet master กับ serial slaveเปิดฟังก์ชัน Modbus TCP, อุปกรณ์ปลายทางทำงานเป็น Modbus RTU Slave, N5X0 อยู่ในโหมด TCP Server รองรับสูงสุด 16 การเชื่อมต่อพร้อมกัน
Serial master กับ serial slaveN5X0 ทุกตัวต้องเปิดหรือปิดฟังก์ชัน Modbus TCP พร้อมกัน อุปกรณ์ปลายทางทำงานเป็น Modbus RTU Slave
มี master หลายตัวบนบัส RS485ต้องเลือกฟังก์ชัน modbus poll และตั้งค่า response timeout พร้อมใช้กลไกตรวจจับการชนบนบัส

ที่มา: หัวข้อ 6 Modbus TCP/RTU gateway — USR-N5X0 User Manual V1.0.0

5. SNMP และ NTP — สองฟีเจอร์เสริมที่ทำให้ระบบบริหารง่ายขึ้น

SNMP

โปรโตคอล SNMP ใช้โดยซอฟต์แวร์บริหารจัดการเครือข่ายเพื่อเฝ้าดูอุปกรณ์ ดึงข้อมูลสถานะเครือข่าย และตั้งค่าพารามิเตอร์เครือข่ายของอุปกรณ์ เปิดใช้งานได้โดยติ๊กช่อง Enable

รายการค่า
เวอร์ชันที่รองรับv1 / v2c
SNMP Community String เริ่มต้นadmin
OID — IP address.1.3.6.1.2.1.4.20.1.1.x.x.x.x
OID — Running time.1.3.6.1.2.1.1.3.0
OID — Firmware version.1.3.6.1.2.1.12.1.0
OID — Hardware version.1.3.6.1.2.1.12.2.0

ที่มา: หัวข้อ 7.8 SNMP และ Table 24 PUSR OID list — USR-N5X0 User Manual V1.0.0

⚠️ ข้อควรระวัง: SNMP v1 และ v2c ส่ง community string เป็นข้อความธรรมดาโดยไม่เข้ารหัส และค่าเริ่มต้นคือ admin ซึ่งเดาได้ง่ายมาก ถ้าจะเปิดใช้งานในเครือข่ายที่เชื่อมต่อกับระบบ IT ต้องเปลี่ยน community string และจำกัดการเข้าถึงด้วยไฟร์วอลล์เสมอ

NTP

หากอุปกรณ์เชื่อมต่ออินเทอร์เน็ตหรือเชื่อมกับเซิร์ฟเวอร์ NTP ภายใน สามารถตั้งวันที่และเวลาอัตโนมัติได้โดยเปิดฟังก์ชัน NTP ค่าเริ่มต้นที่แสดงในช่อง NTP server คือ cn.ntp.org.cn และเลือกโซนเวลาได้จากรายการ ทั้งนี้หากอุปกรณ์ต้องเชื่อมต่อเซิร์ฟเวอร์ NTP อื่นผ่านอินเทอร์เน็ต จะต้องตั้งค่า DNS server ด้วยเพื่อให้แปลงชื่อโฮสต์ได้

💡 Pro Tip: เวลาที่ตรงกันคือรากฐานของการไล่ปัญหา ถ้า timestamp ในล็อกของเกตเวย์กับของเซิร์ฟเวอร์เพี้ยนกันไม่กี่นาที การหาสาเหตุว่าเหตุการณ์ไหนเกิดก่อนหลังจะยากขึ้นทันที แนะนำให้ชี้ NTP ไปที่เซิร์ฟเวอร์เวลาภายในองค์กรถ้ามี เพื่อความเสถียรและไม่ต้องพึ่งอินเทอร์เน็ต

ความสามารถด้าน Edge Computing USR-N5X0 PUSR

ดูรุ่นเกตเวย์ ตัวแปลงสัญญาณ และเซิร์ฟเวอร์อุปกรณ์อนุกรมที่มีจำหน่ายได้ที่หมวด อุปกรณ์เครือข่ายอุตสาหกรรม ของ VR Automation

สรุป

Edge computing บน USR-N5X0 เปลี่ยนตัวแปลงสัญญาณธรรมดาให้กลายเป็นอุปกรณ์เก็บข้อมูลที่ครบวงจร ด้าน southbound ทำหน้าที่ Modbus RTU Master ดึงค่าจากมิเตอร์อนุกรม ด้าน northbound แปลงเป็น JSON แล้วส่งขึ้น MQTT Broker, AWS IoT หรือ Alibaba Cloud IoT ได้โดยตรง เมื่อเสริมด้วย SNMP สำหรับการเฝ้าระวังและ NTP สำหรับเวลาที่ตรงกัน ก็ได้ระบบที่ดูแลได้จริงในระยะยาว

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

USR-N5X0 รองรับแพลตฟอร์มคลาวด์อะไรบ้าง?

คู่มือระบุว่าด้าน northbound รองรับ MQTT Broker, การส่งผ่าน socket แบบ TCP/UDP/HTTP รวมถึงแพลตฟอร์ม AWS IoT และ Alibaba Cloud IoT Platform ส่วนด้าน southbound รองรับโปรโตคอลฟิลด์บัสแบบ Modbus RTU

ต้องตั้งค่าอะไรก่อนเป็นอันดับแรกเมื่อจะใช้ edge computing?

ต้องเปิดใช้งานฟังก์ชัน edge computing ก่อน จากนั้นจึงเพิ่มอุปกรณ์ Modbus slave ที่แท็บ data acquisition โดยกด add slave เพื่อเพิ่ม แล้วกด edit เพื่อคอนฟิกรายละเอียดของอุปกรณ์นั้น

SNMP ของอุปกรณ์รองรับเวอร์ชันไหน และรหัสเริ่มต้นคืออะไร?

รองรับ SNMP เวอร์ชัน v1 และ v2c โดยค่า SNMP Community String เริ่มต้นคือ admin ซึ่งควรเปลี่ยนทันทีเมื่อนำไปใช้งานจริงในเครือข่ายที่เชื่อมต่อกับระบบภายนอก

สั่งซื้อ USR-N5X0 PUSR VR Automation

สนใจสั่งซื้อ USR-N5X0 Series PUSR?

VR Automation จำหน่ายและให้บริการติดตั้ง พร้อมทีมช่างผู้เชี่ยวชาญ

โทรสอบถามราคา: 083-848-8314

อีเมล: [email protected]

Line: @vrautomation

vrautomation.co.th

สต๊อกกรุณาสอบถาม | รับประกันสินค้า | บริการหลังการขาย | ออกใบกำกับภาษีได้

แหล่งข้อมูลและมาตรฐานอ้างอิง

  1. Catalog: USR-N5X0.pdf — USR-N5X0 Series Serial to Ethernet Device Server User Manual V1.0.0 — VR Automation (เอกสารเทคนิคจากผู้ผลิต Jinan USR IOT Technology)
  2. PUSR — Modbus MQTT Gateway / Modbus to MQTT JSON Converter — อ้างอิงความสามารถห่อข้อมูล Modbus เป็น JSON แล้วรายงานขึ้นคลาวด์ผ่าน MQTT
  3. PUSR — IoT Edge Gateway Devices — อ้างอิงสถาปัตยกรรม edge computing และการประมวลผลข้อมูลที่ขอบเครือข่าย
  4. Modbus to MQTT Tutorial — อ้างอิงแนวคิดการแปลงข้อมูล Modbus เป็น payload MQTT สำหรับระบบ IoT
admin

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *