设备联网工作建设方法和步骤
1、前言
原计划在“制造业数字原生的OT数仓建设”一文完成后，把关于如何开展设备连接的工作快速整理出来，因为各种原因没有沉下心来准备和完成，这里仅把之前列的大纲补充说明，供参考。
设备联网工作人们经常谈到接口对接的复杂性、行业特性等，不同行业差别很大，看到同事培训时说“工业数据采集没有标准”深以为然。
虽然联网工作没有标准，但还是有套路，可以按一定的方法来推进，实现项目的可控交付。
2、明确数据采集范围
从IT角度来说，是希望所有的设备数据都能联网采集和存储，但这涉及到一个投入产出比和建设周期、项目预算等各方面因素的综合评估。
流程制造行业设备的自动化程度高，一般建设有SCADA系统，设备数据在产线购置时就已经实现了联网。这种情况下的数据采集工作较为简单，从SCADA系统的OPC接口采集数据即可。
离散制造行业生产设备厂家极其多样化，自动化水平参差不齐，对接时需要特别注意。
在项目开始前，需要对现场设备先从设备资产角度进行盘点，从工厂、车间、产线、工序、设备名称、规格型号、制造厂商、投产时间、是否需要采集数据等多维度进行梳理，对设备的总量和需要采集的设备数据进行清理。 有了这些原始的盘点数据，对整个设备联网的工作量和成本能有一个初步评估。
3、确定物理层对接方式
对于需要采集的设备，需要进一步确定物理层对接方式，这时需要对类设备进行细化。
没有自动化系统的设备：可以通过安装采集模块的形式采集电流、产量等数据，采集模块根据预算和对可靠性要求，选用简单的采集盒子、亚当模块或PLC等。
有自动化系统的设备，需要确定设备支持的物理层接口，比如以太网、4G/5G、Wifi、RS485、RS232、CAN、Profibus-DP等。目前市场上有很多种不同形式的网关，RS485、RS232、CAN、Profibus-DP等非以太网接口，可以考虑转为以太网形式。这样做有几点好处：一是抗干扰能力大大加强，二是布线的灵活性提高，还可以组网和路由，三是避免修改总线地址带来的风险。
4、确定软件接口协议
软件的接口协议与物理层没有必然联系，软件接口协议主要解决两个问题：采用什么样的数据规程通信、数据项如何解析。
软件接口首先推荐使用OPC UA，作为工业界事实上的标准，工业组态软件和PLC等设备都广泛支持。设备端为服务端，配置好IP、端口、安全验证方式后就可访问，数据项能通过OPC UA协议自动发现。
其次推荐使用Restful API形式的接口，内容采用JSON格式、UTF8编码。Restful接口实现方式简单，.NET和Java都很容易实现。Json格式简单明了可以直接识别，调试简单。
纯文本数据，也可以在TCP基础上，使用ASCII编码方式，STX开始、ETX结束。
如果采用其他格式，需要注意对中文的编码方式。
需要特别注意的是，有些设备的数据联网需要购买授权才能访问，在设备购置时最好一起选购。没有购买授权的需要考虑设备授权的费用。
5、成本预算
在前面几步工作基础上，可以做整个联网工作的成本预算了。主要是根据预算情况调整采集的设备数量、采集需要的网关设备和网络设备品牌和型号等。不同方案之间成本相差很大，可以参考同类企业做推荐方案。
6、硬件采购
工控设备的采购周期一般较长，通常需要签合同付款后4~8周，紧俏商品需要的时间更长，在做项目预算时需要考虑内部采购流程时间和供应商的供货时间。
7、硬件施工
硬件施工分为三类，一是网络的施工，二是网关和转换器的施工、还有就是设备的修改（比如IP地址调整、协议设置配置等）。这几类施工可以并行进行。
8、接口开发
选用合适的开发工具，依照接口协议开发。
部分设备接口驱动依赖于Windows平台，可以考虑采用.NET开发，其次是JAVA。
现场设备很多时候是一直生产，调试时间有限，可以考虑找些仿真器先模拟调试。开发过程需要对往返多做记录，方便分析，节省调试时间。
9、数据存储
目前时序数据库很多，考虑满足对采集数据的全量高频次存储。这方面可以参考前面的博文。制造业数字原生的OT数仓建设
https://mp.csdn.net/mp_blog/creation/editor/120459049
使用涛思时序库在数据库建模方面，也可以考虑建立多数据类型的统一模型，即vint int,vfloat float,vbool bool,vstring string和tag vtype。每个数据的类型是固定的，用vtype可以区分那个数据项有效。这个模式下存储数据会比之前的分类型存储都5~20%的存储，完全可以接受。新版本允许数据值为NULL，更加节省存储。
存储验证参考博文：TDengine不同数据模型下的存储对比验证_PascalMing的博客-CSDN博客