物聯網通訊框架

本文轉載自查看原文 2016-07-02 09:16 4861 [88]BI

C#跨平台物聯網通訊框架ServerSuperIO（SSIO）正式開源... 1

1. SSIO的特點

2. SSIO概述

3. SSIO與SIO的區別

4. 控制模式

5. 跨平台Windows和Linux

一.SSIO的特點

輕型高性能通信框架，適用於多種應用場，輪詢模式、自控模式、並發模式和單例模式。
設備驅動、IO通道、控制模式場景協調統一。
設備驅動內軒命令驅動器、命令緩存器、自定義參數和實時數據元素。
框架平台支持按設備命令優先級別進行調度，保證高級別命令及時發送。
一個設備驅動同時支持串口和網絡兩種通訊方式，可以監視IO通道數據。
一個設備驅動，在網絡通訊時可以支持TCP Server和TCP Client兩種工作模式。
內置顯示視圖接口，滿足不同顯示需求。
內置服務組件接口，可以自定義完成OPC服務、4-20mA輸出、LED大屏顯示、短信服務、以及多功能網關服務。
可以創建多服務實例，完成不同業務的拆分。
支持跨平台部署，可以運行在Linux和Windows系統。

二.SSIO概述

SSIO通信框架的設計思想是在SuperIO（SIO）基礎上發展而來，並沒有高大上的技術，主要是工作經驗的積累，適合於不同應用場景的物聯網的數據采集與交互。SSIO和SIO並不是簡單的對IO高性能的操作，而是設備驅動、IO通道、控制模式和實際硬件設備之間的協調機制，各方面之間無縫銜接和運行，也是為了解決現實工作和應用場景的一些痛點。

軟硬件之間的數據交互，並且面臨着復雜的現場環境：

（1）復雜的、多樣的通訊協議。有標准的協議，例如：Modbus等，也有很多根據標准協議修改的協議格式、以及自定義協議格式，並且千差萬別。對於不好的軟件架構，疲於應對，增加設備或協議要對整個軟件進行梳理，往往在此過程中出現新的問題或BUG。

（2）針對不同用戶對軟件界面或功能的要求有很大不同，使之滿足不同用戶的顯示要求，可以自定義數據顯示界面。那么就需要提供顯示視圖接口，與設備驅動進行交互。

（3）既然現場設備的數據被采集上來，那么就需要對其進行處理，不僅僅是保存、查詢、報表等，還有：數據轉發、數據輸出（OPC、模擬量、大屏等）等。那么就需要提供服務性的接口，與設備驅動進行交互。

（4）通訊鏈路的多種性，對於同一個設備可能要支持RS232/RS485/RS422、RJ45、3G/4G等通訊方式，所以對於一個設備要對應多種通訊方式（串口和網絡），也給我們的開發造成很大的障礙。

（5）設備驅動、IO通道和實際的現場硬件終端之間鏈路復雜，有可能：一個設備驅動對應一個IO通道、一個設備驅動對應多個IO通道、多個設備驅動對應一個IO通道等情況。

（6）既然設備與服務端進行數據交互，那么就應該對設備的通訊狀態、IO狀態、以及設備本身的狀態進行監控，這樣設備才處於可維護狀態。

（7）軟件各版本、以及軟件與硬件之間的兼容性很差，管理起來錯綜復雜。在框架平台穩定的情況下，只需要更新設備驅動。

為了解決以上諸多問題，開發一個軟件框架，支持二次開發。在不對軟件框架改動的情況下，能夠很方便的接入設備、維護設備、集成設備、處理設備業務數據等。軟件框架相對穩定，把容易變化的部分進行靈活設計。

三.SSIO與SIO的區別

序號	屬性	SSIO	SIO
1	應用場景	適用於高頻的數據采集與控制，可以部署在服務器端。	適用於一般性的上位機數據采集，例如：局域網內的廠級服務端應用。
2	控制模式	輪詢模式、自控模式、並發模式、單例模式	輪詢模式、自控模式、並發模式、
3	性能	高性能	性能不如SSIO
4	服務實例	一個進程可以創建多個服務實例	一個進程只能創建一個服務實例
5	跨平台	支持Linux和Windows	只支持Windows各版本操作系統
6	二次開發	方便（不包括界面）	只需要繼承就可以創建一個完整的應用程序
7	代碼結構	更合適	使用的單例模式較多
8	串口組件	SerialPort	PCOMM
9	網絡組件	SocketAsyncEventArgs	Socket
10	開源	開源	沒有開源
11	OPC	不支持	支持
12	模擬量	不支持	支持
13	插件	需要自己二次開發	完全支持插件化部署

四.控制模式

（1）輪詢模式：當串口和網絡通訊時都可以使用這種控制模式。當有多個設備連接到通訊平台時，通訊平台會輪詢調度設備進行通訊任務。某一時刻只能有一個設備發送請求命令、等待接收返回數據，這個設備完成發送、接收（如果遇到超時情況，則自動返回）后，下一個設備才進行通訊任務，依次輪詢設備。如下圖：

（2）並發模式：只有網絡通訊時可以使用這種控制模式。並發通訊模式是集中發送所有設備的請求指令，框架是采用循環同步方式發送請求命令。還有進一步提高的機會，采用並行異步方式集中發送請求命令。硬件設備接收到指令后進行校驗，校驗成功后返回對應指令的數據，通訊平台異步監聽到數據信息后，進行接收操作，然后再進行數據的分發、處理等。如下圖：

（3）自控模式：只有網絡通訊時可以使用這種控制模式。自控通訊模式與並發通訊模式類似，區別在於發送指令操作交給設備驅動本身進行控制，或者說交給二次開發者，二次開發者可以通過時鍾定時用事件驅動的方式發送指令數據。硬件設備接收到指令后進行校驗，校驗成功后返回對應指令的數據，通訊平台異步監聽到數據信息后，進行接收操作，然后再進行數據的分發、處理等。

自控通訊模式可以為二次開發者提供精確的定時請求實時數據機制，使通訊機制更靈活、自主，如果多個設備驅動使用同一個IO通道的話，時間控制會有偏差。如下圖：