Антон Сысоев «IIoT: на границе HW и .NET»

Промышленные контроллеры IIoT — это целая экосистема, которую разработчики .NET обычно обходят стороной. В докладе продолжим погружение в мир дружбы .NET и автономного оборудования, рассмотрим некоторые частые проблемы и "железные" заморочки, возникающие при общении с промышленным контроллерами. Будет рассказано, как не сломать зубы о "железные" протоколы, и почему "умные" устройства пока не могут потеснить "глупых" промышленных собратьев в IIoT.

Transcript

1. IIoT НА ГРАНИЦЕ HW И .NET Антон Сысоев Руководитель отдела разработки
2. “Вещи” в IIoT Промышленные датчики Приборы учета Промышленное оборудование Все, что не IoT, но хочет в Сеть :)
3. Внедрение IIoT Построить “с нуля” Поставить “умную” железку Подключиться “напрямую” дорогую
4. Типовая схема IoT Data Hub DB Source ?
5. Схема подключения // // RS-485
6. RS-485<->TCP/IP // RS-485 // Router Ethernet RS-485/Ethernet
7. “Прямая” схема IIoT Data Hub DB Source RS-485<->TCP/IP TCP/IP
8. Проблемы связи Засыпания устройств Монтаж Помехи Ошибки fw
9. Упрощенные протоколы ADDR BODY (N bytes) CRC Request ADDR BODY (M bytes) CRC Response ERROR ADDR BODY (K bytes) CRC
10. Потоковая передача start 0 1 2 ... 6 7 par stop byte 1 byte 2 byte 3 ... byte N-1 byte N FIFO buffer
11. Толстеющие протоколы ADDR N bytes CRC Request (v.1) ADDR N bytes 1 byte CRC Request (v.2) ADDR Y bytes 1 byte Z bytes CRC Request (v.3)
12. Потоковые протоколы [...Noise...] Start marker Escaped payload data End marker [...Noise...]
13. Инкапсуляция протоколов Protocol A (Ethernet) Protocol B (TCP/IP) Protocol C (HTTP)
14. public interface IHighLevel{ } public interface ILowLevel{ } Дизайн драйвера
15. Обработка ошибок Проверка CRC Не всегда Exception однозначен Повторы запросов
16. Реализация протокола Наследование Stream Потоковая или блочная обработка Наследование при инкапсуляции протоколов
17. Транспортные протоколы Modbus IEC (МЭК) DLMS/COSEM …
18. Разбор данных Работа с массивом байт BitConverter BinaryReader Reflection Unsafe code (C-style) Marshaling
19. Упаковка пакета UInt16 ch2 = 0; ch2 |= (UInt16)(1 << (ch1-1)); buf[len++] = (byte) ch2; buf[len++] = (byte)(ch2 >> 8); buf[len++] = 0x00; buf[len++] = 0x00; buf[len++] = (byte)ID; buf[len++] = (byte)(ID >> 8); Распаковка пакета statusB = reply[1]; isWinter = (statusB & 0x08) == 8; isNotFull = (statusB & 0x02) == 2; bit17 = (statusB >> 4) & 0x1;
20. Типовой пакет данных HEADER BODY CRC HEADER - заголовок, общий для всех пакетов BODY - тело пакета с данными CRC - контрольная сумма, общая для всех пакетов
21. Marshaling Helper public static byte[] BytesFromStructArray(TValue[] srcValues); public static TValue[] StructArrayFromBytes(byte[] srcBytes, int offset = 0, int count = 0); public static TValue StructFromBytes(byte[] srcBytes, int offset = 0, int count = 0) public static byte[] BytesFromStruct(TValue value)
22. public interface IRequest { byte[] GetBytes(); } public interface IResponse { void SetBytes(byte[] bytes, int offset, int count); ushort FrameCrc { get; } } public interface IPackageBody { byte[] GetBytes(); void SetBytes(byte[] bytes, int offset, int count); byte GetLength(); }
23. public class RequestDataFrame:IRequest { private byte[] _bodyData = null; public IPackageBody Body { set { _bodyData = value.GetBytes(); } } public void SetBody<TFrameBody>(TFrameBody body) where TFrameBody : IPackageBody { _bodyData = body.GetBytes(); } //Skiped code }
24. [StructLayout(LayoutKind.Sequential, Pack = 1)] internal struct DataHolder { [MarshalAs(UnmanagedType.U4)] public uint Mask; ... } public class SampleRequestBody : IPackageBody { private DataHolder _dataHolder; public BitVector32 Mask { set { _dataHolder.Mask = value.Data; } } public byte[] GetBytes() { return MarshallingHelper<DataHolder>.BytesFromStruct(_dataHolder); } public byte GetLength() { return (byte)Marshal.SizeOf(typeof(DataHolder)); } }
25. Запрос данных по маске Request Mask (0x06) 0 0 0 0 0 1 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 Response [Header] Data 2 Data 3 [Footer]
26. Вопросы