【教程】圖文詳解！Docker容器實(shí)現(xiàn)邊緣采集

一、Node-RED環(huán)境搭建

Node-RED是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)（IoT，Internet of Things）應(yīng)用程序的一個(gè)強(qiáng)大工具，其重點(diǎn)是簡化代碼塊的“連接”以執(zhí)行任務(wù)。它使用可視化編程方法，允許開發(fā)人員將預(yù)定義的代碼塊（稱為“節(jié)點(diǎn)”，Node）連接起來執(zhí)行任務(wù)。連接的節(jié)點(diǎn)，通常是輸入節(jié)點(diǎn)、處理節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)的組合，當(dāng)它們連接在一起時(shí)，構(gòu)成一個(gè)“流”（Flows）。

?Node-RED網(wǎng)關(guān)開發(fā)環(huán)境安裝流程

docker環(huán)境如何部署，網(wǎng)上已經(jīng)有很多教程，這里不再說明，推薦參考官方安裝說明。

地址：https://docs.docker.com/engine/install/centos/（國內(nèi)可能訪問比較慢），也可以在阿里云的文檔中心查看如何部署docker環(huán)境。

二、項(xiàng)目鏡像安裝

docker安裝項(xiàng)目文件非常的簡單，只需要兩條指令即可實(shí)現(xiàn)Node-RED開發(fā)環(huán)境部署，其中第一條通過“docker pull 存儲(chǔ)庫名稱”，就可以項(xiàng)目鏡像，也可以通過“docker --help”查詢指令說明。

docker --help指令（部分）

從Node-RED 1.0開始，Docker Hub上的存儲(chǔ)庫已重命名為“nodered/node-red”，使用“docker pull nodered/node-red”拉取項(xiàng)目鏡像。

要以最簡單的形式在 Docker 中運(yùn)行，只需運(yùn)行：

docker run -it -p 1880:1880 -v node_red_data:/data --name mynodered nodered/node-red

讓我們解讀下指令：

docker run：運(yùn)行容器；

-it：打印安裝會(huì)話，可以省略；

-p：配置本地端口和外部映射端口；

-v node_red_data:/data：掛載一個(gè)名為“node_red_data”的docker到容器/數(shù)據(jù)目錄；

--name mynodered：命名為“mynodered”；

nodered/node-red：鏡像地址；

只使用“Docker run”不先拉取項(xiàng)目鏡像也是可以的，該指令會(huì)查詢本地鏡像如果沒有就會(huì)自動(dòng)從Docker Hub存儲(chǔ)庫下載項(xiàng)目鏡像；

其他的自定義安裝建議仔細(xì)閱讀Node-RED官方文檔（https://nodered.org/docs/）后進(jìn)行，筆者這里只是介紹這個(gè)工具的一種用法，不使用自定義安裝功能。

三、安裝插件

通過Node-RED默認(rèn)安裝環(huán)境是無法實(shí)現(xiàn)RTU設(shè)備的邊緣采集，還需要通過安裝不同的功能插件才能實(shí)現(xiàn)，安裝Modbus功能插件（node-red-contrib-modbus）實(shí)現(xiàn)Modbus RTU/Modbus TCP協(xié)議轉(zhuǎn)換和邊緣采集，安裝數(shù)據(jù)庫插件（node-red-node-mysql）實(shí)現(xiàn)邊緣采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，除了安裝插件還需要少量的“javascript”腳本轉(zhuǎn)換格式和數(shù)據(jù)上報(bào)等。

好在安裝插件的過程可以通過可視化網(wǎng)頁界面實(shí)現(xiàn)，無需理解復(fù)雜的安裝指令，這也是Node-RED的優(yōu)點(diǎn)之一，在地址欄中輸入部署Node-RED環(huán)境的IP地址和端口，這里為192.168.88.5:1880。

打開右上角的菜單，選擇節(jié)點(diǎn)管理，點(diǎn)擊“安裝”，搜索框中輸入Modbus功能插件（node-red-contrib-modbus）和數(shù)據(jù)庫插件（node-red-node-mysql）。

成功安裝節(jié)點(diǎn)后在工具欄新增以下節(jié)點(diǎn)：

“node-red-contrib-modbus”節(jié)點(diǎn)作者，制作了不同用法的示例，可以通過導(dǎo)入功能，測試?yán)斫獠煌?jié)點(diǎn)的功能，強(qiáng)烈建議多去理解這些實(shí)例，方便后續(xù)使用。

四、網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)

添加“Modbus read”節(jié)點(diǎn)周期查詢Modbus設(shè)備狀態(tài)，第一需要配置Modbus設(shè)備的地址，筆者這里使用“Modbus Slave”軟件模擬，地址為192.168.88.100:8890：

圖左通過雙擊打開“Modbus read”配置界面，圖右新增Modbus設(shè)備連接地址，圖中配置寄存器參數(shù)，這里以地址0x0000的保持寄存器為例，配置“Poll Rate”查詢周期。

使用“function”節(jié)點(diǎn)提取“Modbus read”節(jié)點(diǎn)周期查詢的數(shù)據(jù)，雙擊打開函數(shù)節(jié)點(diǎn)，編輯以下腳本：

msg.payload=msg.payload.data;

msg.payload=msg.payload.slice(0,1);

return msg;

使用“template”將“function”節(jié)點(diǎn)處理的結(jié)果進(jìn)行打包，這里將數(shù)據(jù)打包為JSON數(shù)據(jù)：

最后通過TCP連接將數(shù)據(jù)傳輸到指定服務(wù)器：

“6”為“DEBUG”節(jié)點(diǎn)用于調(diào)試，通過上述配置就可以將Modbus TCP指令采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為JSON數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)上報(bào)到指定服務(wù)器：

也可以通過Node-RED提供的MQTT連接節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器，同時(shí)也可以通過“mysql”節(jié)點(diǎn)將將采集數(shù)據(jù)通過sql語句傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫。

采集上報(bào)數(shù)據(jù)庫與MQTT服務(wù)器流程舉例

至此，一個(gè)簡單的邊緣采集網(wǎng)關(guān)搭建完成。