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隨着5G時代的來臨，物聯網開始加速盛行，慢慢地融入到我們的生活當中，萬物互聯互通將不再只是紙上談兵。
現在各大物聯網平台層出不窮，看似離我們很遙遠，其實只要我們敢於去研究，敢於去發現，萬物互聯，近在咫尺之間。
今天給大家介紹一下，作為一個普通的.NET開發人員，如何不借助第三方的物聯網平台，搭建一個簡單實用的物聯網平台框架。
一、物聯網框架
此物聯網框架是在上位機框架的基礎上，結合物聯網通信協議MQTT實現。上位機本身就集成有采集、歸檔及日志等功能，只需要在這個基礎上，連接MQTT服務器之后，並向指定的主題Topic中發布相關的數據，相關的WEB、APP只需要訂閱相應的主題，即可獲取到數據。
整體軟件框架如下圖示所示：
圖表 1 整體軟件框架實現
從上圖可以看出，整體軟件基於MQTT協議搭建，依據此軟件框架搭建的MQTT物聯網拓撲圖如下圖所示：
圖表 2 MQTT物聯網平台拓撲圖
二、框架實現
為了測試方便，這里選擇西門子S7-1200 PLC作為下位機，采用西門子S7進行通信，上位機先與PLC進行通信，同時連接MQTT服務器，並向指定主題發布數據。
（1）首先創建一個新的Windows窗體應用，從NuGet上下載xktComm.dll：
圖表 3 xktComm下載
（2）開發UI界面開發，按照功能設計如下圖所示：
圖表 4 MQTT客戶端UI界面
（3）UI界面設計完成之后，進行代碼的編寫，這里使用開源的mqtt庫mqttnet，仍然通過NuGet下載安裝一下，這里選擇版本為2.8.2，選擇不同的版本，使用上會有一些區別：
圖表 5 MQTTnet下載
（4）先實現基本的MQTT連接服務器及斷開連接：
（5）基於委托創建日志處理對象及方法體：
（6）確定並創建通信變量實體類及集合：
實際開發過程中，這里是基於CMSPro實現的，本案例用於測試，以讀取以下四個變量為例（實際應用時變量數據及結構可能要比這復雜），如下圖所示：
表格 1通信變量列表
按照這個結構，創建一個實體類，如下圖所示：
（7）Nuget添加Newtonsoft.Json，引入JSON轉換類，便於后續將對象轉換成JSON格式字符串進行傳輸。
（8）基於xktComm.dll與西門子PLC之間建立連接：
（9）通過定時器定時向指定的主題發布實時數據：
（10）在雲服務器端開啟MQTT服務器：
圖表 6 MQTT服務器開啟
（11）運行MQTT客戶端，連接服務器，並點擊開始定時：
圖表 7 運行MQTT客戶端
（12）連接成功后，可以觀察到MQTT服務器中收到了來自MQTT客戶端發來的信息：
圖表 8 MQTT服務器接收消息
三、框架應用
當數據已經上傳到MQTT服務器后，那么如果需要獲取這些數據，只需要開發一個MQTT，並訂閱那個主題，這樣，MQTT服務器就會自動將相關的信息推送到客戶端軟件中，可以先用MQTT.fx測試一下，MQTT.fx是一款基於Eclipse Paho，使用Java語言編寫的MQTT客戶端工具，支持通過Topic訂閱和發布消息。打開MQTT.fx，輸入正確的服務器地址、端口號、用戶及密碼，並訂閱主題thinger后，就可以實時收到服務器發送過來的數據了，如下圖所示：
圖表 9 MQTT.fx應用
與此同時，我們也可以通過開發相關的WEB網頁或者APP來獲取數據，下面是一個簡易APP的數據展示：
圖表 10 TIA博途數據
圖表 11 APP數據展示
四、整體總結
本文主要是基於MQTT協議實現了本地PLC控制器數據上傳的過程。基於阿里雲服務器，你可以在任意地方訪問到本地PLC的實時數據，實現數據的遠程上傳。本文主要針對的是電氣和工控人員，物聯網必然是未來發展的趨勢，建議所有的PLC工程師及電氣工程師，都應該掌握一門編程語言，也許現在用不到，但未來總會用得到。
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