边缘计算实战：如何并发采集S7、MC、FINS协议并转MQTT？

摘要： 本文面向工业物联网开发者，深入解析异构PLC数据采集 的技术实现。我们将展示如何在鲁邦通EG系列边缘网关上，利用Edge2Cloud Pro平台的多线程驱动架构，实现西门子S7 、三菱MC 、欧姆龙FINS 协议的并发采集，并在边缘侧将异构数据清洗、映射，最终统一封装为MQTT JSON 上报。

导语： 作为开发者，面对一个同时包含西门子、三菱、欧姆龙PLC的项目，你是否感到压力山大？你需要处理不同的TCP连接、不同的报文结构、不同的字节序。如果全靠自己写代码（C#或Python），工作量巨大且难以保证稳定性。本文将介绍一种基于边缘网关的"低代码"架构，让你只需关注数据模型，而将底层的协议并发细节交给网关处理。

边缘计算实战：如何并发采集S7、MC、FINS协议并转MQTT？

1. 多协议并发架构原理

鲁邦通EG系列网关（基于Linux）内置了一个高性能的采集引擎。

驱动层（Southbound）： 采用多线程/协程池设计。每个设备实例（如一个S7连接）都在独立的上下文中运行，确保一个设备的超时不会阻塞其他设备的采集。
中间层（Core）： 维护一个实时数据库（Real-time DB）。所有驱动采集到的原始数据，都会被写入这个KV库，并进行类型转换和标度变换。
服务层（Northbound）： 订阅实时库的变化，按需打包成JSON，推送到MQTT Broker。

2. 实战配置：三步搞定异构采集

2.1 建立物理连接

西门子S7-1200 -> 网关 LAN1
三菱FX5U -> 网关 LAN1 (通过交换机)
欧姆龙CP1H -> 网关 LAN1 (通过交换机) 确保所有设备在同一网段（如 192.168.1.x）。

2.2 配置南向驱动 (并发的关键) 在Edge2Cloud Pro界面中：

添加西门子设备： 选 Siemens S7 驱动，IP 192.168.10。添加点位 DB1.DBW0 (Int16)。
添加三菱设备： 选 Mitsubishi MELSEC 驱动，IP 19168.1.11。添加点位 D100 (Int16)。
添加欧姆龙设备： 选 Omron FINS TCP 驱动，IP 192.168.1.12。添加点位 DM100 (Int16)。此时，网关内部已经开启了三个并发线程在工作。

2.3 配置边缘清洗 为了让云端统一，我们需要抹平差异：

假设西门子的值是放大10倍的，我们在点位配置里设 Scale = 0.1。
假设三菱的值是反向的，我们设 Expression = x * -1。网关会在底层自动完成这些计算。

3. 北向数据模型 (MQTT JSON)

配置一个MQTT北向服务。网关会自动聚合数据。 Payload示例：

JSON

复制代码

{
  "timestamp": 1678886400000,
  "devices": {
    "Siemens_PLC": { "temperature": 25.5 },
    "Mitsubishi_PLC": { "speed": 1500 },
    "Omron_PLC": { "pressure": 0.8 }
  }
}

注意：虽然底层协议天差地别，但出来的JSON结构是完全统一的。

4. 进阶：Docker扩展

如果遇到网关内置驱动不支持的特殊计算逻辑（比如需要跨设备的复杂联动），可以利用网关的Docker功能。

编写一个Python容器。
订阅网关本地的MQTT Broker。
获取S7、MC、FINS的数据进行融合计算。
将结果发回网关或直接上云。

常见问题解答 (FAQ)

问题1：多协议并发会占用很高CPU吗？

答：鲁邦通EG网关采用C/C++编写的底层驱动，效率极高。采集几十台设备，CPU占用率通常很低，不会卡顿。

问题2：S7协议的机架号/槽位号怎么填？

答： S7-300/400通常是0/2，S7-1200/1500通常是0/1。配置界面有提示，填错会导致连接失败。

问题3：FINS协议需要配置节点号吗？

答：需要。FINS协议依赖源节点号和目标节点号进行路由。网关会自动获取自身的IP末位作为源节点号，通常只需配置PLC的目标节点号即可。

总结： 通过边缘计算网关，开发者成功将异构PLC数据采集 的复杂度（S7/MC/FINS并发、解析、清洗）解耦在边缘侧。云端应用只需要面对标准的MQTT JSON 接口，这才是符合现代IIoT架构的最佳实践。