工业物联网（IIoT）和工业4.0在政策的推动下，智能工厂已经从概念层面深入到实施层面，但对于现在只有极少数企业能够实现智能工厂整体基础设施的简化。为改变我国制造业整体落后的局面，提高智能化高精尖技术发展水平和产业整体效率，实现自主创新发展之路，任重而道远。道源，在此背景下，智能工厂的推广应用是全行业关注和关注的焦点。如何实施智能工厂？需要什么技术支持？这个阶段需要考虑哪些问题？工业物联网(IIoT)设备希望在工业4.0的制造环境中实现智能工厂最基本的智能网络通信功能和可持续发展战略。需要考虑：1、如何快速连接到智能工厂车间产生的大数据和信息流，可能会压垮企业自身的网络。企业更需要考虑的是如何设计和优化硬件布线策略和软件通信，以提高自动化系统的高效连接功能，使这个设计过程更简单，并建立过程文件来管理本地多元化的版本迭代智能工厂的连接策略控制并标准化和复制相同应用场景下的站点连接部署。2.及时数据处理在智能工厂中，智能生产设备、机器终端、智能传感器、质量安全检测控制系统的实时数据同步处理和性能数据分析需要及时数据转换信号联动和及时交互，以提高自动化流水线生产效率和确保安全生产过程管理。智能工厂在数据采集和返回信号指令的过程中，对快速响应及时处理数据提出了更高的要求。基于此，智能工厂可以实现高效的生产加工过程控制和安全的供应链管理。3、了解并升级智能流水线设备网络。在工业自动化系统的基础上，将传统的机电化流水线升级为智能化流水线，是工厂迈向智能化工厂的标志。智能工厂会逐渐暴露出诸多弊端，尤其是在负载多、精度高、M2M多终端交互的生产场景中。商业模式下的负载分离和高精度流程管理将能够有效解决这些劣势。智能电子设备和智能传感器、智能传动部件、智能控制器、智能机器人等智能设备将形成一套标准化的智能流水线设备网络。在智能传动和智能控制技术的机器设备网络中，尽可能多地加入智能，控制功能改进了其传统流程，由一个中央处理器（CPU）来处理所有的处理流水线动作。4、智能工厂如何实现智能终端集群的互联互通？在智能工厂环境下，智能流水线设备集群如何与物联网连接？自主开发建设物联网网管系统，并不是企业开发者的最佳选择。昂贵的研发成本和耗时且未知的技术交付周期让企业频频吃亏。通过连接外部物联网平台的方式，可以解决工业物联网赋能智能工厂环境下给企业带来的复杂挑战。5、智能工厂：IIoT生态系统设计技术实现下面以实战中智能工厂IIoT生态系统的设计与实现方法为例。该方法基于西门子SimaticIoT2040，这是一个连接MODBUS传感器的智能工业网关。数据发布在万物互联（NETPIE）平台上。(1)需要西门子SimaticIoT2040SonicRanger(SRF485WPR)电源（Ranger12VDC，Simatic24VDC）Python3(2)SonicRanger检测目标物体的距离。超声波传感器用于室内和室外的各种应用。超声波传感器带有10个引脚用于供电和RS485输出信号，如图1所示。图1.UltrasonicRanger(3)UltrasonicRangerRS485通信通过向模块发送数据帧然后监听响应来读取数据。每个UltrasonicRanger都有一个唯一的24位地址，写在模块的正面，如图2所示。您发送到SRF485WPR的数据帧如图3所示。图2.UltrasonicRanger地址图3.数据帧形式中断-定义为两个连续命令请求之间的时间延迟。命令-通过发送此命令，UltrasonicRanger将回复其响应。地址H、M、L——模块的24位地址。数据-如果命令不需要，这是您希望发送到模块的数据，零(0x00)。CheckSum-它是对所有先前字节（不包括中断）总和的1的补充（按位取反）。(4)命令图4.UltrasonicRanger命令列表(5)检查总和计算例如，让我们考虑应该发送到UltrasonicRanger的帧如图5所示。校验和是针对整个帧计算的，不包括中断，如下所述：图5.数据格式校验和计算为?(0x51+0x01+0x89+0xAB+0x00)的低字节。添加所有项目将导致0x51+0x01+0x89+0xAB+0x00=0x0186。0x0186的按位表示为0xFE79。我们使用0x79的低字节（6）连接准备SiemensSimaticIoT2040SiemensSimaticIoT2040基于YoctoLinux工作，需要安装在SD卡上，需要插到Simatic上。YoctoLinux可以从西门子网站下载。下载镜像后，将SD卡插入Linux计算机的SD卡槽中，然后按照以下说明进行操作。在Linux计算机上，打开终端(ctrl+alt+t)并使用以下命令转到您下载YoctoLinuxzip文件的位置：cdDownloads。在这种情况下，zip文件位于下载中。使用以下命令解压缩文件夹：sudounzipExample_Image_V2.2.0.zip通过运行以下命令验证SD卡的位置：df-h通过运行以下命令卸载SD卡。将“mmcblk0”替换为计算机上显示的SD卡位置：unmount/dev/mmcblk0使用以下命令将YoctoLinux映像刻录到SD卡上：sudoddbs=1Mif=name_of_image=SDcard_location一旦映像安装到SD卡上,mounttheSDcard将其放入Simatic的SD卡槽中，如图6所示。图6.SimaticIoT2040上的SD卡安装Simatic有两个以太网口，分别为X1P1LAN和X2P1LAN。第一个以太网端口即。X1P1LAN默认的DHCP地址是192.168.200.1。使用SecureShell(SSH)，您可以从Linux计算机与Simatic通信。为此，将以太网电缆的一端连接到计算机，将以太网电缆的另一端连接到Simatic的X1P1LAN端口。通过SSH登录到Simatic。sshroot@192.168.200.1(7)在Simatic上安装Pip为了使用Simatic从UltrasonicRanger读取数据，请使用Python。默认情况下，Python安装在YoctoLinux上。Simatic上需要安装一些能够串行发送数据帧的Python库。为此，使用了pip。Pip是一个用于安装和管理Python库的包管理系统。要在Simatic上安装pip，请编辑/etc/opk/opkg.conf文件并为存储库添加以下行：srciotdk-allhttp://iotdk.intel.com/repos/2.0/iotdk/allsrciotdk-i586http://下一个，应编辑/etc/opkg/arch.conf文件并插入以下行：archi58612archquark13archx8614接下来，更新包数据库：opkgupdate现在我们可以安装一些有用的包：opkginstallca-certificatespython-jsonpython-iopython-repython-xmlrpcpython-ctypesopenssh-sshdcurl-insecure-L"https://bootstrap.pypa.io/get-pip.py">get-pip.pythonget-pip.py配置pip后，我们现在可以安装python库了：pipinstallpyserialpipinstallmicrogearpipinstallserialcreated安装了Python文件所有必需的库都已就位后，我们现在开始编写用于从UltrasonicRanger读取数据的Python代码。为此，创建一个名为ranger的Python文件，如下所述：nanoranger.py使文件可执行，如下所述：chmod+xranger.py运行文件：./ranger.py完整源代码：https://gitlab。com/muthineni/NETPIE-Python(8)物联网平台(NETPIE)NETPIE是一种基于云的物联网平台服务，它简化了从应用程序开发人员或设备制造商手中连接物联网设备的复杂性，以互连物联网设备（“事物”）)以最无缝和透明的方式一起传输到云端。在NETPIE上，创建一个应用程序并生成一个设备密钥。“board”为本次demo创建的AppID，如图7所示：图7.在NETPIE上创建AppID创建数据源，如图8：图8.创建数据源这是结果：图9.在NETPIE上显示Ranger检测到的物体距离结论该方法讨论了使用SiemensSimaticIoT2040作为网关设备从SRF485WPR接收数据。借助SimaticIoT2040，工业生产数据处理变得更加高效，从而为工业物联网(IIoT)应用开辟了道路。
