一

Node-RED環境搭建

Node-RED是構建物聯網（IoT，Internet of Things）應用程序的一個強大工具，其重點是簡化代碼塊的“連接”以執行任務。它使用可視化編程方法，允許開發人員將預定義的代碼塊（稱為“節點”，Node）連接起來執行任務。連接的節點，通常是輸入節點、處理節點和輸出節點的組合，當它們連接在一起時，構成一個“流”（Flows）。

Node-RED網關開發環境安裝流程

docker環境如何部署，網上已經有很多教程，這里不再說明，推薦參考官方安裝說明。

二

項目鏡像安裝

docker安裝項目文件非常的簡單，只需要兩條指令即可實現Node-RED開發環境部署，其中第一條通過“docker pull 存儲庫名稱”，就可以項目鏡像，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上的存儲庫已重命名為“nodered/node-red”，使用“docker pull nodered/node-red”拉取項目鏡像。

要以最簡單的形式在 Docker 中運行，只需運行：

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：運行容器；

-it：打印安裝會話，可以省略；

-p：配置本地端口和外部映射端口；

-v node_red_data:/data：掛載一個名為“node_red_data”的docker到容器/數據目錄；

--name mynodered：命名為“mynodered”；

nodered/node-red：鏡像地址；

只使用“Docker run”不先拉取項目鏡像也是可以的，該指令會查詢本地鏡像如果沒有就會自動從Docker Hub存儲庫下載項目鏡像；

其他的自定義安裝建議仔細閱讀Node-RED官方文檔后進行，筆者這里只是介紹這個工具的一種用法，不使用自定義安裝功能。

三

安裝插件

通過Node-RED默認安裝環境是無法實現RTU設備的邊緣采集，還需要通過安裝不同的功能插件才能實現，安裝Modbus功能插件（node-red-contrib-modbus）實現Modbus RTU/Modbus TCP協議轉換和邊緣采集，安裝數據庫插件（node-red-node-mysql）實現邊緣采集數據的存儲，除了安裝插件還需要少量的“javascript”腳本轉換格式和數據上報等。

好在安裝插件的過程可以通過可視化網頁界面實現，無需理解復雜的安裝指令，這也是Node-RED的優點之一，在地址欄中輸入部署Node-RED環境的IP地址和端口，這里為192.168.88.5:1880。

打開右上角的菜單，選擇節點管理，點擊“安裝”，搜索框中輸入Modbus功能插件（node-red-contrib-modbus）和數據庫插件（node-red-node-mysql）。

成功安裝節點后在工具欄新增以下節點：

“node-red-contrib-modbus”節點作者，制作了不同用法的示例，可以通過導入功能，測試理解不同節點的功能，強烈建議多去理解這些實例，方便后續使用。

四

網關實現

添加“Modbus read”節點周期查詢Modbus設備狀態，第一需要配置Modbus設備的地址，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設備連接地址，圖中配置寄存器參數，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”節點提取“Modbus read”節點周期查詢的數據，雙擊打開函數節點，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”節點處理的結果進行打包，這里將數據打包為JSON數據：

最后通過TCP連接將數據傳輸到指定服務器：

“6”為“DEBUG”節點用于調試，通過上述配置就可以將Modbus TCP指令采集到的數據轉換為JSON數據并將數據上報到指定服務器：

也可以通過Node-RED提供的MQTT連接節點將數據傳輸到服務器，同時也可以通過“mysql”節點將將采集數據通過sql語句傳輸到數據庫。

采集上報數據庫與MQTT服務器流程舉例

至此，一個簡單的邊緣采集網關搭建完成。