Neuron

产品概述

对于 lloT 平台来说，最关键的问题是如何使用自己的通信标准从各种设备上获取所需数据，Neuron 即是设备和 lloT 平台之间进行通信必不可少的工业协议网关软件。它支持一站式接入数十种工业协议，并转换 成 MQTT 协议接入云端工业物联网平台。

工业 4.0 时代面临工业设备协议接入难度大，工业数据处理难度大，数据价值无法利用等难题，因此一个通用协议网关将成为 IIoT 平台必备的工具组件。Neuron 不仅能与多种工业协议设备进行通信，还可以提供一组 API 给平台实现更新配置，反控设备，控制网关的功能。

Neuron 支持一站式平台网关配置管理，所有配置、规则、地址表、数据标签、通信接口以及公式都统一管理 在云端平台，通过 Web 服务部署在各网关，实现设备远程监控、远程维护、远程配置管理等功能。

产品特性

支持多种工业设备协议

Neuron 是一款能够支持多种工业协议的网关软件，从各种品牌 PLC 制造商到全球技术标准委员会。其中，Neuron 可以与西门子、罗克韦尔自动化、欧姆龙、三菱以及 Modbus、OPC、IEC、EtherNet/IP 等标准协议和数十种以上的协议进行通信。北向可支持互联网协议，包括 MQTT、HTTP、HTTPS 等。平台可透过这些协议，可更新数据，下达命令反控设备。Neuron 网关采用的这些通信协议是非常灵活的，可自由加减，替補或互换的。由于 Neuron 是开源项目，用户可进行二次开发，定制自己私有协议。

支持同时连接多个设备

每个工业协议都以模块方式编写及打包，每一个模块实施一种工业协议，并以一个插件方式加入到Neuron 网关中，插件分南向设备驱动和北向应用。支持南北向同时接入大量相同或不同协议的设备。能同时处理多种协议多设备能力对网关尤其重要，以市场大部分硬件网关相比，只需部署一套 Neuron 就能相等于购买十几个硬件。而且部署方便，只需一个配置页面能同时配置多个连线，这些优势是硬件网关无法可比。再加上支持运行期更新设备驱动，可以在运行时独立控制驱动的启动和停止，动态的增加应用和驱动，应用和驱动的配置可以在 neuron 运行时更改，更付合 IIoT 平台实际需要。

一站平台网关配置管理

Neuron 提供了一个简单的设置环境，完全不需要任何编程技巧，只需要填写一 些通信频道和数据标签组合的参数。通道设置需要选择 PLC 型号，并指定其IP 地址、驱动名称和其他通信参数。标签地址设置包括标签名称、读写时间间 隔等，接下来是将标签名称与地址匹配到对象属性模型。 在许多 IIoT 项目中，工厂里会有许多机器分布在各个地方，有时彼此之间可能 相距很远，当需要要逐一设置这些数据标签配置时就会很麻烦。例如，在不同 地点重复输入同一组数据标签是非常耗时的，并且操作人员可能会在网关中遗 漏输入一些数据标签。因此，Neuron 提供了一个集中配置功能，可以大大减 少 人为错误及输入数据的工作量。操作人员可以在 IIoT 平台上一次性检查这些数 据标签的设置，然后通过简单的步骤将配置通过 MQTT 部署到各地的 Neuron 上。

eKuiper 边缘规则引擎集成

eKuiper 是公司一款基于 SQL 的 IoT 流式规则处理引擎，一般在资源受限的边缘设备上运行。Neuron將会集成 eKuiper，成為一款有内置流式逻辑处理引擎的网关。eKuiper 逻辑处理引擎会对每个由Neuron 采集到的数据流进行每秒数个循环扫描，实现用户定义的业务逻辑。用户可以为自己的控制逻辑、公式和事务创建一些 SQL 脚本。所有插件的数据都可以在引擎中进行计算，输出的数值可以发回机器进行控制。这些 SQL 脚本支持在机器运行时进行即时修改，用户可以随时在运行中创建或修改自己的控制逻辑、公式和事务的脚本。

Neuron 和 eKuiper 集成后，将会是一个功能强大而且非常轻巧的边缘数据流处理器。可对不同工业设备数据源直接进行处理。所有业务逻辑，Neuron 的数据流和数据库处理和计算基本上已在本地边缘侧完成并且存入回本地数据库。用户亦可以选择将数据发送到 IIoT 平台，并在发送前进行预处理，这样也能大大减少 IIoT 平台中进一步数据处理的工作量。

冗余方案及数据遗失保障

Neuron 有几种运行状态。一开始，它在没有任何配置的情况下开始运行，称为 inactive 状态，此时，Neuron 什么也不做，只是等待进一步的命令。当它收到 IIoT 平台的配置后，就进入待机状态。当它收 到 IloT 平台的 START 命令时，它就开始在活动状态下持续工作。由 IIoT 平台控制配置和状态变化操作，利用这种状态变化的优势，一组 Neuron 可以提供集群能力，共享工作负载或提供冗余可用性。我们将这种分组方式称为 N+1 集群模式，也就是说，对于任何 N 个活跃的 Neuron，我们可以有 1 个额外的备用Neuron。当集群组中的任何一个 Neuron 硬件发生故障时，多出来的非活动或备用网关会立即接管有问题的那一个，这样可以最大限度地减少设备故障带来的数据损失。

Web 的人机界面

Neuron 通过 Web UI 技术提供了数据可视化功能，用户可以很方便的使用浏览器 直接在本地网络内查看设备的状态和数据，可以通过 Web UI 来控制和配置 Neuron。因此，Neuron 的作用不能仅仅局限于IIoT 平台的网关，它还可以成为机器运行的 SCADA 系统。当然，如果需要个性化图视展示需要另外二次开发。SCADA 在每个项目的用户界面都是不同的，Neuron 已提供所需数据 API，用户可能需要通过API 开发自行定制 Web 用户界面。

Web server API https 认证功能

在安全方面，所有 Neuron 的 API 都需要 JWT 鉴权去调用，而且都是通过 SSL 加密作传输。

应用场景

Neuron 支持 X86、ARM 二大架构，可部署方法十分之多，可以直运行在各种 Linux 分发版本，如Ubuntu, Centos 等。由於硬件资源需求占用比较少，可以部署在低配网关硬件上，如树莓派。亦可部署在容器框架内配合项目整体部署方案，如 Docker、KubeEdge、IEF 等。Neuron 适用于在各种网关硬件部署，亦可用于构建工业物联网平台。所以工業应用范围也十分广泛。

工业生产监测

能够快速接入产线上的各类设备，采集生产数据进行监测与汇总分析，输出最优的生产计划，提升设备运 行效率，对生产材料以及产品质量进行更加严格的把关。

水、气、汽管网监测

支持的工业协议覆盖各类水、气、热力传感器设备通信协议, 能够将生产供水、热力、燃气等管网的监控、调度、数据分析模型和业务管理统 一到平台上，依托平台能力实现全过程生产数据 采集存储、运行情况可视化 展示、调度分析决策

市政供水、供气管网监测

城市供水管网、供气管网爆炸事故时有发生，市政供水管道、供气管道防爆 监测的预警管理，是一项紧 迫且重要的工作。Neuron 能够实现测控装置、温度传感器和压力传感器接入并进行管网的温度和压力数据采集，数据分析处理同步至平台进行监控和极限报警处理。

与 EMQX 产品集成

Neuron 接入设备进行协议转换后，通过 MQTT 协议将设备与云端工业物联网平台连接。EMQ X Enterprise MQTT 服务器支持百万级物联网设备一站式接入，支持基于 SQL 的内置规则引擎，灵活处理/转发消息到后端服务，存储消息数据到各种数据库，或桥接 Kafka、RabbitMQ 等企业中间件，能够方便地与 Neuron 集成，搭建高性能的云端工业物联网平台。设备接入采用 Neuron 解决了工业设备总线协议复杂、稳定性要求高、数据接入难度大的问题，EMQ X Enterprise 进一步解决了海量物联数据可靠传输、低时延上云处理的问题。

总结与展望

目前 Neuron 不仅可以将设备与机器的数据传输到 lloT 平台进行分析，更能帮助实现 lloT 项目的快速部 署。现在 Neuron 已经支持将通信参数设置、数据标签设置、控制逻辑脚本与底层工业协议通信、触发定时器和其他低层级程序细节完全分离开来，进行打包统一配置。

Neuron 是我们开发团队十几年行业经验的结晶，我们的目标是使 Neuron 尽可能多地适应各类自动化系统与工业设备，同时具备可靠、灵活、易用、可扩展、易迁移等特性，与 EMQ X 系列产品一同构建现代工业物联网平台，推动工 业物联网行业发展。