Page 12 - 网络电信2021年11月刊上
P. 12
运 营 商 动 态
网关技术框架进行分析，从而实现技术架构内容和特点的分层 二、技术架构当中的侦听程序和数据库
拆解，让智能制造与工业互联网技术架构变得更加容易理解。 智能制造与工业互联网技术体系的层次极为清晰，使用环
1.节点分析 节的技术要求也相对较高，在技术架构运行过程中，数据是基
智能制造与工业互联网技术架构的节点，即WSCN节点位于 础。从数据传输与处理的角度来看，侦听程序发挥了“承上启
整体架构的最底层，在终端设备当中它属于智能单元并发挥着 下”作用，而数据库则发挥着辅助数据交互的作用。
实时采集、处理终端数据，分析控制终端对象的重要作用。而 1.侦听程序分析
且，WSCN节点还拥有良好的通信功能。在实践中，WSCN节点的 所谓侦听程序，就是智能制造与工业互联网技术架构当中
硬件核心是微控制模块，其内部设有CPU、储存器、定时器以及 的服务端运行软件，它能够与GPRS/ETH-WSCN网关一同开展数据
多种输入输出接口。节点运作时，该模块将起到整合、处理数 交换和处理，用户所下达的指令也将通过人机交互软件发送给
据和调度任务的作用；WSCN节点当中的感知模块、电源模块、 GPRS/ETH-WSCN网关。所以说，在GPRS/ETH-WSCN网关以及人机
控制模块和无线射频模块都与微控制其模块相连。WSCN节点的 交互软件当中，侦听程序扮演通信媒介的角色，为二者构建了
软件功能主要与数据和控制有关，其基本功能包括采集、处 良好的通信通道，保障了数据传输处理的有效性。侦听程序的
理、整合、解析数据和执行控制等内容；而且存在分层关系， 执行流程如图2所示。
WSCN节点软件功能由实际应用层、通信协议层和软件构件层组 在智能制造与工业互联网技术架构当中，应用了软件分层
合而成。开发WSCN节点程序时，技术人员将基于底层驱动构 思想，为提高程序功能扩展便捷性、缩短迭代开发周期、减少
件、应用级软件构件和通用级软件构件来实现软件构件技术方 工作量、提高研发效率和增加程序测试方便度提供了保障。当
法的有效应用。 前，侦听程序技术框架内共包含三个逻辑层级，分别是发挥着
对于技术人员来说，构建智能制造与工业互联网技术架 网络通信、数据处理和应用作用。其中，网络通信层负责接收
构的WSCN节点时，需要对节点硬件进行合理选择。此时，应该 与发送Socket数据流；数据处理层中分为上行下行数据包处理
经济性、节能性、多样性（接口）、稳定性（有效抗干扰）原 两个模块，用于处理数据；应用层则分为多种应用模块，用于
则选用WSCN节点硬件，而且这些硬件还需要拥有储存和处理数 满足差异化项目的多样化需求。从侦听程序开发角度来看，在
据的功能。编写WSCN节点程序时，相关工作人员可以选择使 智能制造与工业互联网当中技术人员将采用面向对象的方法开
用RTOS设计嵌入式软件，并为WSCN节点程序设计初始化、指示 发软件，为提高开发效率、增强系统维护便捷性、提高扩展与
灯、数据接收、数据发送、数据解帧、数据采集等任务。 重用简易性和降低开发成本提供了极大保障。
2. 网关分析 在实践工作中，为保证侦听程序的可用性，技术人员必须
智能制造与工业互联网当中的网关，主要用于实现工业 分别对各个逻辑层级进行性能测试，而在这一过程中往往会遇
互联网与感知网络的有效连接，它可以被视为数据传输过程 到虚连接问题。这一问题具体表现为， 侦听程序与GPRS/ETH-
中的中转站。通常来说，智能制造与工业互联网当中，应该 WSCN网关在通信过程中，连接中断但未被发觉，所以被称为虚
设有GPRS/ETH-WSCN网关。为了明确GPRS/ETH-WSCN网关的技 连接。解决这一问题，需要确保GPRS/ETH-WSCN网关与侦听程
术框架，我们可以对他的软件功能与硬件体系进行解析。从 序之间拥有畅通、稳定且可控的链路。比如，引入心跳包，用
GPRS/ETH-WSCN网关的硬件体系上来看，WSCN节点的通信模 以维护链路、发送有效数据；引入应答机制，确保通信渠道
块、主控系统模块、GPRS/ETH模块以及电源模块都属于网关 可控。当然，在这一过程中还可能出现轮询时间控制不当的情
硬件，它们组合成整体后与工业互联网互联；其中最为重要 况。一旦出现，导致轮询频率控制不佳，系统性能降低、响应
模块是主控系统模块，它拥有功能独立的特性，但也发挥着 速率变慢，更会让用户体验变差。为解决这一问题，相关工作
协调其他模块运行的作用，是数据接收、处理和转发的关键 人员需要从数据交互的角度出发，提高技术架构整体的衔接流
性设备。 畅性和性能可靠性。被引入侦听程序当中的Socket 机制将成为
在软件功能方面，GPRS/ETH-WSCN网关的软件功能主要与 保证侦听程序与GPRS/ETH-WSCN网关和人机交互软件有效交互的
通信相关，具有转换通信格式、接入网络和处理转发数据的功 基础，此时技术人员必须通过提高技术控制水平，保证人机交
能。事实上，技术人员开发GPRS/ETH-WSCN网关程序时，需要使 互软件命令下达后能够及时告知侦听程序，而且侦听程序可以
用的软件构件类型与WSCN节点程序相同，程序的开发思路也十 立即从数据表当中提取命令，从而提高系统性能。
分相似。在实际作业环节，相关工作人员必须从实践出发，深 2.数据库分析
入分析应用场景的多样性和“智能制造+ 工业互联网”技术体 智能制造与工业互联网技术架构的运行必须以数据作为
系的使用需求，从而保证互联网的接入方式合理。将GPRS/ETH- 支撑，数据交互是这一架构的主要作用。人机交互软件、侦听
WSCN网关应用到智能制造与工业互联网技术架构当中，就是利
用GPRS承载无线数据业务，利用以太网承载数据交互业务；这
图 2 侦听程序的执行流程
样一来，既可以保证数据传输效率、网络通道切换灵活、数据
传输实时自由，又能够切实降低数据传输的能耗以及所受干
扰，更可以提高数据传输兼容性。此外，GPRS/ETH-WSCN网关程
序开发人员，还需要高度重视公共扩展底板的电路设计和整体
测试，以便于为确保使用安全和性能稳定做好充足准备。
14 网络电信 二零二一年十月
