C#数据采集系统实现详解与功能概览

系统介绍

我们这里主要使用C#( .Net 6)来实现一个数据采集系统，从0到1搭建数据采集系统，从系统分析，功能拆解，到一一实现

数据采集

数据采集是企业信息化和数字化转型过程中的关键环节，它涉及到从生产设备、传感器、人员等各个环节收集数据，并将这些数据转化为有用的信息，以供分析和决策使用。尽管许多公司已经部署了企业资源规划系统（ERP）和制造执行系统（MES），但如果没有有效的数据采集机制，这些系统可能无法充分发挥其潜力。以下是一些具体的例子来说明数据采集的重要性和实施情况：

1. 生产设备数据采集：
2. 工厂中的机器设备通常会配备传感器来监测其运行状态，如温度、压力、速度等。这些数据可以通过数据采集系统实时收集，并传输到MES或ERP系统中。例如，一个注塑机的周期时间、故障率和产量数据可以被实时监控，帮助生产管理人员优化生产计划和维护计划。
3. 质量控制数据采集：
4. 在生产线上，质量检测设备可以自动检测产品是否符合标准。这些数据可以被采集并记录，用于后续的质量分析和改进。例如，一个自动化的视觉检测系统可以检测电子产品上的缺陷，并将结果实时反馈给MES系统。
5. 物料追踪数据采集：
6. 通过使用RFID（无线射频识别）标签或条形码，可以追踪物料在工厂中的流动。这些数据可以被采集并集成到ERP系统中，以实现库存管理和物料需求计划的自动化。
7. 能源消耗数据采集：
8. 工厂的能源管理系统可以收集水、电、气等能源的使用数据，这些数据对于优化能源使用和降低成本至关重要。例如，通过分析不同时间段的能耗数据，可以调整生产计划，以减少能源浪费。

数据采集的实现

几种方式：

项目

在项目中，我们尝尝会用到采集网关来实现数据采集，通常就是一个小小的网关盒子，配置上设备信息，还有不同采集点位的信息，就可以将采集数据点位和值通过http或者MQTT推送到云端了。

网关的缺点

但是，使用网关，往往有很多限制，而且价格从几百到几千都有，而且有的也有点位限制，便宜的几百可能只有60个点，128个点，无限点位的就可能上千了.

所以在这里，我们实现一个自己的数据采集系统，可以灵活配置，也没有点位限制。

系统说明

我们这里主要使用C#来实现一个简易的数据采集系统，从0到1搭建数据采集系统，从系统分析，功能拆解，到一一实现，然后还有C#进阶的技术讲解。
主要设计到的协议为：ModbusTCP和Mqtt

实现的系统分为三个阶段的版本

1. 基础功能实现
2. 系统优化：配置和封装
3. 需求扩展

实现的效果：

要实现的功能

1. PLC采集
   1. ModbusTcp
      1. 报文解析-实现
      2. 字节序分析优化
      3. 代码优化-反射
      4. Tcp通信沾包
   2. 单点循环采集
   3. 优化-分组采集
2. 数据转发
   1. Mqtt协议
      1. Mqttnet使用
      2. 优化Mqtt控制类封装
   2. 变化发送
   3. 定时发送
3. 系统优化
   1. 配置文件
      1. 配置文件化
      2. 序列化与反序列化
   2. 服务封装
   3. 时间（采集周期、推送周期）配置、功能（定时、变化推送）配置
   4. 多设备采集

作者：海盗Sharp