项目背景
矿场井下作业环境复杂，矿用自卸车的运行状态、动力参数、车载设备工况，是安全生产、设备运维以及调度管理的重要依据。
某矿场已经完成场内WiFi网络覆盖；矿用车辆配备双路CAN总线接口：一路采用J1939协议，用于采集发动机、变速箱等动力系统运行数据；另一路为自定义CAN协议，获取车载附属设备信息，两路总线结合即可获取车辆全部运行信息。
矿场现有Historian监控软件，该软件既可以作为MQTT客户端订阅消息，也支持以OPC UA客户端的方式获取设备数据，为监控系统搭建打下软件基础。
现场工况对设备也提出严苛要求：矿山现场振动大、温度变化大，设备需要适应‑20℃~70℃宽温工作环境；同时要求断网状态下数据不丢失，数据上传频率不低于1Hz，保障数据实时性。
核心业务需求
- 双CAN总线同步采集：同时接入J1939动力总线与自定义设备CAN总线，同步采集动力系统与车载设备的完整数据。
- 高实时数据传输：数据上传频率不低于1Hz，车辆工况能够实时展示。
- 适配矿场恶劣工况：硬件支持‑20℃~70℃宽温运行，具备抗振动、抗干扰能力，适配矿山现场环境。
- 断网数据可靠留存：网络中断时本地缓存数据，网络恢复后断点续传，保障整套数据完整。
整体系统架构
整套系统由矿用车载网关、矿场服务端MQTT Broker、矿场Historian监控平台三部分构成。
- 车载网关对接矿车双路CAN总线，完成协议解析与边缘数据预处理；
- 网关借助矿场WiFi接入内网，以MQTT客户端的形式，将处理完成的数据推送至服务端MQTT消息中间件；
- 现有的Historian监控软件作为MQTT客户端订阅Broker的车辆主题数据，实现数据存储、画面展示、故障告警等业务。
数据流路径：矿车CAN总线 → 车载网关（协议解析+边缘处理+本地缓存）→ WiFi网络 → MQTT Broker → Historian监控平台
方案详细实现思路
硬件部署
每台矿车安装一台工业级车载网关，网关具备双路CAN接口，分别对接车辆J1939动力CAN总线、自定义协议设备CAN总线。网关解析两路CAN报文，提取发动机转速、油温、变速箱状态、车载设备工况等原始运行数据。
网关搭载WiFi模块，接入矿场已部署的WiFi局域网，完成与后端服务器网络互通；硬件满足矿山宽温、抗振抗干扰工业指标，自带本地存储能力，用于实现断网缓存与断点续传功能。
服务端部署
在矿场服务器中新增部署MQTT Broker消息中间件，无需对现有Historian监控软件做底层改造，只增加中间件服务，软件使用成本较低。
数据流转逻辑
- 车载网关在本地完成CAN协议解析，开展边缘计算预处理，过滤无效报文，按照业务规则组装MQTT消息载荷。
- 网关作为MQTT客户端，把处理后的车辆工况数据，通过WiFi发布到服务端MQTT Broker对应主题，以不低于1Hz的频率完成数据上报，保障实时性。
- 当现场网络发生中断，网关将采集的数据在本地持久化缓存；网络恢复之后自动断点续传，补齐断网期间的全部采集数据，保证数据完整。
- 矿场Historian监控软件以MQTT客户端身份订阅Broker内对应主题，解析数据内容，完成车辆状态可视化展示、数据持久化存储、超限故障告警等上层业务。
方案核心优势
✅ 数据完整性高 ：依托车载网关本地缓存和断点续传机制，断网期间的数据不会丢失，网络恢复后自动补传历史数据。
✅ 网络实施简单 ：仅需要车载网关WiFi能够访问服务端MQTT Broker即可，不需要复杂的DNAT端口映射等网络改造工作。
✅ 扩展能力强 ：后续矿场接入其他支持MQTT协议的现场设备时，可以直接复用这套已经部署完成的MQTT Broker，快速完成新设备接入，保护服务器投资。
✅ 软件成本可控：MQTT开源Broker技术成熟，对比商用协议转换软件，服务端软件投入更低。
适用场景建议
本方案更适合车辆数量较多、看重历史数据完整性，未来还有其他物联网设备接入规划的矿场。如果项目比较看重长期扩展能力，不希望反复新增协议转换类软件，本方案是综合性价比很高的落地选择。