隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的IEC 104協(xié)議設(shè)備正逐步向更加開放、靈活的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)轉(zhuǎn)型。MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）作為一種輕量級的消息傳輸協(xié)議，因其低帶寬消耗、高可靠性和廣泛的支持性，在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文將探討鋇錸IEC 104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)在阿里云、華為云、亞馬遜AWS、ThingsBoard、Ignition以及Zabbix等主流云平臺中的應(yīng)用場景與優(yōu)勢。

一、IEC 104協(xié)議概述

IEC104協(xié)議是IEC 60870-5標(biāo)準(zhǔn)的一部分，主要用于電力系統(tǒng)中的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)傳輸。該協(xié)議在IEC 101的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，為遠(yuǎn)動信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸提供了通信規(guī)約依據(jù)。IEC104協(xié)議支持實(shí)時監(jiān)測電力系統(tǒng)的狀態(tài)、采集各種數(shù)據(jù)、控制設(shè)備的運(yùn)行和保護(hù)等功能，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了重要支持。

二、MQTT協(xié)議簡介

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息隊(duì)列遙測傳輸協(xié)議）是一種基于發(fā)布/訂閱（publish/subscribe）模式的“輕量級”通訊協(xié)議，由IBM在1999年發(fā)布。該協(xié)議構(gòu)建于TCP/IP協(xié)議之上，為硬件性能低下的遠(yuǎn)程設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)狀況糟糕的情況下的通信而設(shè)計(jì)，被廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、小型設(shè)備、移動應(yīng)用等領(lǐng)域，特別是在機(jī)器與機(jī)器（M2M）通信中。

三、IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)概述

IEC104（IEC 60870-5-104）協(xié)議是電力系統(tǒng)中用于遠(yuǎn)動通信的重要標(biāo)準(zhǔn)，它通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸電力設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)和控制命令。而MQTT協(xié)議則以其低延遲、高可靠性和小型消息格式成為物聯(lián)網(wǎng)通信的理想選擇。IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)作為橋梁，實(shí)現(xiàn)了兩種協(xié)議之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸，使得IEC 104設(shè)備能夠無縫接入現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。

1.協(xié)議支持

下行支持：DL/T645、IEC104、Modbus RTU Master、Modbus TCP Master。

上行支持：MQTT、華為云IoT、亞馬遜云IoT、阿里云IoT、ThingsBoard、Ignition、zabbix。

2.接口設(shè)計(jì)

提供2路RS232/RS485可選串口輸入，1路電源輸入，2路以太網(wǎng)口（WAN口和LAN口）以及2路USB接口，支持SIM卡，支持WiFi。以4G網(wǎng)絡(luò)、WiFi或以太網(wǎng)方式接入互聯(lián)網(wǎng)，具有速率快，延時低的特點(diǎn)。

3.主要功能

①協(xié)議轉(zhuǎn)換

通過在網(wǎng)關(guān)內(nèi)部集成IEC 104和MQTT的解析與封裝模塊來實(shí)現(xiàn)IEC 104協(xié)議與MQTT協(xié)議的轉(zhuǎn)換。

②數(shù)據(jù)采集

網(wǎng)關(guān)可以實(shí)時采集處理IEC 104協(xié)議設(shè)備的數(shù)據(jù)。

4.特點(diǎn)

①支持OpenVPN功能；支持SNMPV1/V2；

②支持路由功能以及級聯(lián)交換機(jī)數(shù)據(jù)采集，方便采集更多的工業(yè)設(shè)備數(shù)據(jù)，軟件功能完善，覆蓋絕大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用場景；

③集成了鋇錸技術(shù)秉承的人性化配置界面，以及遠(yuǎn)程配置、遠(yuǎn)程升級固件等功能，用戶只需通過簡單的設(shè)置即可使用；

④采用緊固結(jié)構(gòu)，帶有防反接保護(hù)電源設(shè)計(jì)，采用自有專利的導(dǎo)軌卡扣技術(shù)，支持標(biāo)準(zhǔn)的DIN35導(dǎo)軌安裝及壁掛安裝。

⑤支持4G功能，可以設(shè)置APN參數(shù)；插網(wǎng)線連外網(wǎng)時候，優(yōu)先使用有線上網(wǎng)，無有線網(wǎng)絡(luò)會切換到4G網(wǎng)絡(luò)；

⑥支持Modbus RTU轉(zhuǎn) Modbus TCP、透明傳輸；

⑦支持RESET按鍵恢復(fù)出廠功能（在開機(jī)狀態(tài)長按，直到RUN指示燈熄滅），防止參數(shù)設(shè)置錯誤；

⑧支持軟硬件看門狗，具有高度的可靠性；

四、具體應(yīng)用

1.阿里云

阿里云提供了豐富的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，包括物聯(lián)網(wǎng)平臺、數(shù)據(jù)分析、邊緣計(jì)算等服務(wù)。鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)可以將電力設(shè)備的實(shí)時數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MQTT消息，并通過阿里云物聯(lián)網(wǎng)平臺接入云端。在云端，用戶可以利用阿里云提供的數(shù)據(jù)分析、可視化工具對電力數(shù)據(jù)進(jìn)行深入挖掘，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、故障預(yù)警等功能。

2.華為云

華為云同樣是一個擁有強(qiáng)大的物聯(lián)網(wǎng)平臺，支持多種協(xié)議的設(shè)備接入。鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)能夠輕松將電力數(shù)據(jù)推送到華為云物聯(lián)網(wǎng)平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理和分析。此外，華為云還提供了AI算法、大數(shù)據(jù)處理等服務(wù)，幫助用戶優(yōu)化電力調(diào)度、提高能效。

3.亞馬遜AWS

亞馬遜AWS IoT Core是AWS提供的物聯(lián)網(wǎng)管理服務(wù)，支持MQTT等協(xié)議的設(shè)備接入。鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)可將電力數(shù)據(jù)通過MQTT協(xié)議發(fā)送到AWS IoT Core，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與AWS其他服務(wù)的無縫集成。例如，用戶可以利用AWS Lambda處理實(shí)時數(shù)據(jù)，使用DynamoDB存儲歷史數(shù)據(jù)，或利用Amazon QuickSight進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化。

3.ThingsBoard

ThingsBoard是一個開源的物聯(lián)網(wǎng)平臺，支持MQTT，CoAP和HTTP等多種協(xié)議的設(shè)備接入和復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，并支持云和本地部署。鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)將電力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為MQTT消息后，可直接接入ThingsBoard平臺。在ThingsBoard上，用戶可以創(chuàng)建自定義的儀表板、規(guī)則引擎和警報(bào)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對電力設(shè)備的實(shí)時監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制。

4.Ignition

Ignition是Inductive Automation公司開發(fā)的工業(yè)自動化軟件，可查看、控制、分析相關(guān)的數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于SCADA（監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集）系統(tǒng)。通過鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)，Ignition可以接收來自電力設(shè)備的MQTT消息，并將其集成到SCADA系統(tǒng)中，用戶可以在Ignition平臺上實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的遠(yuǎn)程實(shí)時監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、告警、報(bào)表統(tǒng)計(jì)以及圖表趨勢等功能。

5.Zabbix

Zabbix作為老牌的監(jiān)控系統(tǒng)，包括了被監(jiān)控設(shè)備和Zabbix監(jiān)控服務(wù)器兩大部分，它有主動和被動兩種工作模式。通過鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)可以將電力數(shù)據(jù)推送至Zabbix平臺，然后將獲取到數(shù)據(jù)存放到Zabbix Server的數(shù)據(jù)庫中，Zabbix UI（Web）可以讀取服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，以圖表的方式展示出來，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨平臺共享與分析。

通過鋇錸IEC104轉(zhuǎn)MQTT網(wǎng)關(guān)在阿里云、華為云、亞馬遜AWS、ThingsBoard、Ignition、Zabbix中的應(yīng)用，為電力系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了強(qiáng)有力的支持。通過這一網(wǎng)關(guān)，傳統(tǒng)IEC 104設(shè)備能夠輕松接入現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集和數(shù)據(jù)傳輸，提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率和安全性，為電力行業(yè)的智能化提供有力的支持。

注：本文提及的所有其他商標(biāo)及注冊商標(biāo)僅供功能演示用途，不代表任何商業(yè)推廣或盈利，其所有權(quán)利均歸各自所有人擁有。

審核編輯 黃宇