TIL_220121_IOT

MQTT Dashboard 연동

 

1축(y) 메모리 위치 : K0424

2축(x) 메모리 위치 : K0444

 

Form1.cs

\Desktop\IOT\visual studio edukitTest\Mqtt_Dashboard\Mqtt_Dashboard

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;

namespace Mqtt_Dashboard
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            Form(true);
        }

        private void BT_Read_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Form(false);
            timer1.Enabled = true;
            timer1.Interval = 100;
        }

        private void BT_Stop_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Form(true);
            timer1.Enabled = false;
        }

        private void Form(bool t)
        {
            BT_Read.Enabled = t;
            BT_Stop.Enabled = !t;
        }

        private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
        {
            byte[] DataFrame = MakeDataFrame();
            byte[] SendFrame = MakeCompanyFrame(DataFrame);
            SendFrame = Combine(SendFrame, DataFrame);

            SendMessage(SendFrame);
        }

        private byte[] MakeDataFrame()  // command에 해당
        {
            byte[] DataFrame = new byte[]
            {
                0x54, 0x00,     // 명령어(읽기)
                0x02, 0x00,     // 데이터 타입 = Word
                0x00, 0x00,     // 예약 영역(고정)
                0x02, 0x00      // 읽어올 변수개수 = 2
            };
            byte[] VariableBlock = MakeVariableBlock();
            DataFrame = Combine(DataFrame, VariableBlock);

            return DataFrame;
        }

        private byte[] MakeVariableBlock()
        {
            byte[] VariableBlock = new byte[0];
            VariableBlock = MakeBlock("%KW424", VariableBlock); // bit면 X, Word면 W
            VariableBlock = MakeBlock("%KW444", VariableBlock);

            return VariableBlock;
        }

        private byte[] MakeBlock(string VariableName, byte[] VariableBlock)
        {
            byte[] VariableLength = new byte[2] { 0x06, 0x00 }; // 변수명 길이 최대 총 8글자
            VariableBlock = Combine(VariableBlock, VariableLength);

            byte[] Variable = Encoding.Default.GetBytes(VariableName);
            VariableBlock = Combine(VariableBlock, Variable);

            return VariableBlock;
        }

        private byte[] MakeCompanyFrame(byte[] DataFrame)  // Company
        {
            string Company_ID = "LSIS-XGT";
            byte[] CompanyFrame = Encoding.Default.GetBytes(Company_ID);

            byte[] CPU_Info = new byte[]
            {
                0x00, 0x00,     // 예비
                0x00, 0x00,     // PLC 정보
                0xB0,           // XGB(MK)
                0x33,           // 프레임 방향 = PC->PLC
                0x00, 0x00      // 프레임 순서 번호 = 0번
            };
            CompanyFrame = Combine(CompanyFrame, CPU_Info);

            byte[] Length = new byte[] { (byte)DataFrame.Length, 0x00 }; // 데이터의 길이(바이트 수)
            CompanyFrame = Combine(CompanyFrame, Length);

            byte[] FEnetPosition = new byte[] { 0x01 }; // 0번 베이스, 1번 슬롯
            CompanyFrame = Combine(CompanyFrame, FEnetPosition);

            byte[] BCC = new byte[1];
            ushort crc = Calc(CompanyFrame);
            BCC[0] = (byte)crc;                // 맨 밑의 crc 체크섬
            CompanyFrame = Combine(CompanyFrame, BCC);

            return CompanyFrame;
        }

        private void SendMessage(byte[] SendFrame)
        {
            Socket sock = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

            sock.SendTimeout = 3000;
            sock.ReceiveTimeout = 3000;

            IPAddress serverIP = IPAddress.Parse("192.168.0.120");
            int serverPort = 2004;  // modbus는 502
            IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(serverIP, serverPort);

            if (sock.IsBound == true) sock.Close();
            sock.Connect(ipep);
            if (sock.Connected)
            {
                sock.Send(SendFrame);
                byte[] Rdata = new byte[100];
                sock.Receive(Rdata);
                ReceivedDataProcessing(Rdata);
            }
            sock.Close();
        }

        private void ReceivedDataProcessing(byte[] RData)
        {
            short Datas = BitConverter.ToInt16(RData, 32);  // 앞의 데이터는 다 쓸모 없어서 스킵
            TB_K424.Text = Datas.ToString();

            Datas = BitConverter.ToInt16(RData, 36);        // 4씩 더하면 됨
            TB_K444.Text = Datas.ToString();
        }

        private byte[] Combine(byte[] a, byte[] b)      // 바이트 합치기
        {
            byte[] c = new byte[a.Length + b.Length];
            Buffer.BlockCopy(a, 0, c, 0, a.Length);
            Buffer.BlockCopy(b, 0, c, a.Length, b.Length);
            return c;
        }

        private static ushort Calc(byte[] data)     // CRC코드 생성
        {
            ushort crc = 0xFFFF;
            for (int pos = 0; pos < data.Length; pos++)
            {
                crc ^= (UInt16)data[pos];
                for (int i = 8; i != 0; i--)
                {
                    if ((crc & 0x0001) != 0)
                    {
                        crc >>= 1;
                        crc ^= 0xA001;
                    }
                    else crc >>= 1;
                }
            }
            return crc;
        }
    }
}

 

그런데 수치가 똑같지 않음

=> 모터가 정밀하여 단위가 너무 커서 word기 표현할 수 있는 값을 넘어서서 실제랑 다르게 보임

정상적인 값을 얻으려면 32bit(더블워드)로 봐야함(424+425 같이 봐야함)

 

그래서 부분부분 수정해줌

        private byte[] MakeDataFrame()  // command에 해당
        {
            byte[] DataFrame = new byte[]
            {
                0x54, 0x00,     // 명령어(읽기)
                0x02, 0x00,     // 데이터 타입 = Word
                0x00, 0x00,     // 예약 영역(고정)
                0x04, 0x00      // 읽어올 변수개수 = 4
            };
            byte[] VariableBlock = MakeVariableBlock();
            DataFrame = Combine(DataFrame, VariableBlock);

            return DataFrame;
        }

        private byte[] MakeVariableBlock()
        {
            byte[] VariableBlock = new byte[0];
            VariableBlock = MakeBlock("%KW424", VariableBlock); // y축 위 아래로 움직이는 값
            VariableBlock = MakeBlock("%KW425", VariableBlock); // y축 위 아래로 움직이는 값 * 66536
            VariableBlock = MakeBlock("%KW444", VariableBlock);
            VariableBlock = MakeBlock("%KW445", VariableBlock);

            return VariableBlock;
        }

        private void ReceivedDataProcessing(byte[] RData)
        {
            Int16 Datas1 = BitConverter.ToInt16(RData, 32);  // 앞의 데이터는 다 쓸모 없어서 스킵
            Int16 Datas2 = BitConverter.ToInt16(RData, 36);        // 4씩 더하면 됨
            Int16 Datas3 = BitConverter.ToInt16(RData, 40);
            Int16 Datas4 = BitConverter.ToInt16(RData, 44);

            TB_K424.Text = (Datas1 + (Datas2 * 65536)).ToString();
            TB_K444.Text = (Datas3 + (Datas4 * 65536)).ToString();
        }

 

65536를 곱하는 이유

16비트의 최댓값 : 65535 => 0부터 65535까지 십진수로 총 65536

워드가 표현할 수 있는 최댓값을 넘어선 경우

값을 다음 위치의 메모리에도 넣어준다. (K444에도 넣고 K445에도 넣고)

이때 값을 최댓값 * 다음 메모리값 + 나머지값(메모리값)으로 표현한다.

=> 65536을 1(K445)에 곱하고 + 나머지값(K444의 30402)을 더한다. 그러면 실제 값인 96,938이 나온다.

 

 

읽어온 값을 json 형식으로 만들어서 MQTT 메세지 전송하기

 

MQTT 연동

Form1.cs

\Desktop\IOT\visual studio edukitTest\Mqtt_Dashboard\Mqtt_Dashboard

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using uPLibrary.Networking.M2Mqtt;
using uPLibrary.Networking.M2Mqtt.Messages;

namespace Mqtt_Dashboard
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        static MqttClient mqttClient;
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();

            //form load 될때 mqtt가 연결 시도를 할 수 있도록 여기 작성 
            mqttClient = new MqttClient("localhost", 1883, false, null, null, MqttSslProtocols.TLSv1_2); // 로컬호스트의 1883 포트에 연결
            mqttClient.ProtocolVersion = MqttProtocolVersion.Version_3_1_1;    // 기본값 3.1.1, 버전이 맞아야 연결된다.
            mqttClient.MqttMsgPublishReceived += MqttClient_MqttMsgPublishReceived;


            //mqttClient.ConnectionClosed += MqttClient_ConnectionClosed;

            byte code = mqttClient.Connect(Guid.NewGuid().ToString());                                      // clientID
            mqttClient.Subscribe(new string[] { "test" },
                new byte[] { MqttMsgBase.QOS_LEVEL_EXACTLY_ONCE });
        }

        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            Form(true);
        }

        private void BT_Read_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Form(false);
            timer1.Enabled = true;
            timer1.Interval = 1000;
        }

        private void BT_Stop_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Form(true);
            timer1.Enabled = false;
        }

        private void Form(bool t)
        {
            BT_Read.Enabled = t;
            BT_Stop.Enabled = !t;
        }

        private void timer1_Tick(object sender, EventArgs e)
        {
            byte[] DataFrame = MakeDataFrame();
            byte[] SendFrame = MakeCompanyFrame(DataFrame);
            SendFrame = Combine(SendFrame, DataFrame);

            SendMessage(SendFrame);
        }

        private byte[] MakeDataFrame()  // command에 해당
        {
            byte[] DataFrame = new byte[]
            {
                0x54, 0x00,     // 명령어(읽기)
                0x02, 0x00,     // 데이터 타입 = Word
                0x00, 0x00,     // 예약 영역(고정)
                0x04, 0x00      // 읽어올 변수개수 = 4
            };
            byte[] VariableBlock = MakeVariableBlock();
            DataFrame = Combine(DataFrame, VariableBlock);

            return DataFrame;
        }

        private byte[] MakeVariableBlock()
        {
            byte[] VariableBlock = new byte[0];
            VariableBlock = MakeBlock("%KW424", VariableBlock); // y축 위 아래로 움직이는 값
            VariableBlock = MakeBlock("%KW425", VariableBlock); // y축 위 아래로 움직이는 값 * 66536
            VariableBlock = MakeBlock("%KW444", VariableBlock);
            VariableBlock = MakeBlock("%KW445", VariableBlock);

            return VariableBlock;
        }

        private byte[] MakeBlock(string VariableName, byte[] VariableBlock)
        {
            byte[] VariableLength = new byte[2] { 0x06, 0x00 }; // 변수명 길이 최대 총 8글자
            VariableBlock = Combine(VariableBlock, VariableLength);

            byte[] Variable = Encoding.Default.GetBytes(VariableName);
            VariableBlock = Combine(VariableBlock, Variable);

            return VariableBlock;
        }

        private byte[] MakeCompanyFrame(byte[] DataFrame)  // Company
        {
            string Company_ID = "LSIS-XGT";
            byte[] CompanyFrame = Encoding.Default.GetBytes(Company_ID);

            byte[] CPU_Info = new byte[]
            {
                0x00, 0x00,     // 예비
                0x00, 0x00,     // PLC 정보
                0xB0,           // XGB(MK)
                0x33,           // 프레임 방향 = PC->PLC
                0x00, 0x00      // 프레임 순서 번호 = 0번
            };
            CompanyFrame = Combine(CompanyFrame, CPU_Info);

            byte[] Length = new byte[] { (byte)DataFrame.Length, 0x00 }; // 데이터의 길이(바이트 수)
            CompanyFrame = Combine(CompanyFrame, Length);

            byte[] FEnetPosition = new byte[] { 0x01 }; // 0번 베이스, 1번 슬롯
            CompanyFrame = Combine(CompanyFrame, FEnetPosition);

            byte[] BCC = new byte[1];
            ushort crc = Calc(CompanyFrame);
            BCC[0] = (byte)crc;                // 맨 밑의 crc 체크섬
            CompanyFrame = Combine(CompanyFrame, BCC);

            return CompanyFrame;
        }

        private void SendMessage(byte[] SendFrame)
        {
            Socket sock = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);

            sock.SendTimeout = 3000;
            sock.ReceiveTimeout = 3000;

            IPAddress serverIP = IPAddress.Parse("192.168.0.120");
            int serverPort = 2004;  // modbus는 502
            IPEndPoint ipep = new IPEndPoint(serverIP, serverPort);

            if (sock.IsBound == true) sock.Close();
            sock.Connect(ipep);
            if (sock.Connected)
            {
                sock.Send(SendFrame);
                byte[] Rdata = new byte[100];
                sock.Receive(Rdata);
                ReceivedDataProcessing(Rdata);
            }
            sock.Close();
        }

        private void ReceivedDataProcessing(byte[] RData)
        {
            Int16 Datas1 = BitConverter.ToInt16(RData, 32);  // 앞의 데이터는 다 쓸모 없어서 스킵
            Int16 Datas2 = BitConverter.ToInt16(RData, 36);        // 4씩 더하면 됨
            Int16 Datas3 = BitConverter.ToInt16(RData, 40);
            Int16 Datas4 = BitConverter.ToInt16(RData, 44);

            TB_K424.Text = (Datas1 + (Datas2 * 65536)).ToString();
            TB_K444.Text = (Datas3 + (Datas4 * 65536)).ToString();
        }

        private byte[] Combine(byte[] a, byte[] b)      // 바이트 합치기
        {
            byte[] c = new byte[a.Length + b.Length];
            Buffer.BlockCopy(a, 0, c, 0, a.Length);
            Buffer.BlockCopy(b, 0, c, a.Length, b.Length);
            return c;
        }

        private static ushort Calc(byte[] data)     // CRC코드 생성
        {
            ushort crc = 0xFFFF;
            for (int pos = 0; pos < data.Length; pos++)
            {
                crc ^= (UInt16)data[pos];
                for (int i = 8; i != 0; i--)
                {
                    if ((crc & 0x0001) != 0)
                    {
                        crc >>= 1;
                        crc ^= 0xA001;
                    }
                    else crc >>= 1;
                }
            }
            return crc;
        }
        private void MqttClient_MqttMsgPublishReceived(object sender, MqttMsgPublishEventArgs e)
        {
            // mqtt 데이터 신호 받았을 때(subscribe) 무슨 처리를 할 지 작성하는 메소드
            string mes = Encoding.Default.GetString(e.Message);
            Console.WriteLine(mes);
        }
        }
}

 

클래스 추가

솔루션 이름 우클 - 추가 - 새 항목 클릭

클래스 코드 작성

EdukitData.cs

\Desktop\IOT\visual studio edukitTest\Mqtt_Dashboard\Mqtt_Dashboard\EdukitData.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace Mqtt_Dashboard
{
    public class EdukitData
    {
        public string X_axis { get; set; }
        public string Y_axis { get; set; }
    }
}

 

ReceivedDataProcessing 수정

Form1.cs

\Desktop\IOT\visual studio edukitTest\Mqtt_Dashboard\Mqtt_Dashboard

        private void ReceivedDataProcessing(byte[] RData)
        {
            Int16 Datas1 = BitConverter.ToInt16(RData, 32);  // 앞의 데이터는 다 쓸모 없어서 스킵
            Int16 Datas2 = BitConverter.ToInt16(RData, 36);        // 4씩 더하면 됨
            Int16 Datas3 = BitConverter.ToInt16(RData, 40);
            Int16 Datas4 = BitConverter.ToInt16(RData, 44);

            TB_K424.Text = (Datas1 + (Datas2 * 65536)).ToString();
            TB_K444.Text = (Datas3 + (Datas4 * 65536)).ToString();

            // 읽어온 x축 값, y축 값을 json 형식으로 만들어서 publish
            EdukitData edukit = new EdukitData();
            edukit.X_axis = TB_K424.Text;
            edukit.Y_axis = TB_K444.Text;

            string jsonData = JsonConvert.SerializeObject(edukit, Formatting.Indented); // Json 형식의 데이터 / Indented 띄어쓰기 옵션
            mqttClient.Publish("metacamp/sensor", Encoding.Default.GetBytes(jsonData),
            MqttMsgBase.QOS_LEVEL_EXACTLY_ONCE, false);
        }

 

Mosquitto 수정

뷰에서 데이터를 받을 수 있도록 하기 위함

 

1. 작업관리자 - 서비스탭에서 mosquitto 중지

 

2. mosquitto.conf 수정

C\Program Files\mosquitto

맨 밑에 네줄 추가

수정사항 적용 확인

mosquitto.exe -v -c mosquitto.conf

통신 잘 됨

 

vue index 파일 수정

태그를 위에서 설정한 X_axis, Y_axis로 변경

\Desktop\IOT\MQTT Dashboard Connect\metacamp-frontend\src\views\dashboard\index.vue

  data() {
    return {
      selected: {
        // 선택된 장비 정보
        deviceId: 1, // TODO: 현재 화면에서 사용할 장비ID(선택 가능하도록 변경하도록 한다.)
        deviceName: 'Edge1', // TODO: 현재 화면에서 출력할 장비이름(deviceId선택 시 자동 세팅되도록 한다.)
        tagList: ['X_axis', 'Y_axis'] // TODO: 현재 화면에서 출력할 태그 이름(deviceId선택 시 해당 장비의 태그를 설정할 수 있도록 한다.),
        // tagList: ['tag1', 'tag2'] // TODO: 현재 화면에서 출력할 태그 이름(deviceId선택 시 해당 장비의 태그를 설정할 수 있도록 한다.)
      },

결과

설정한 시간마다 데이터를 받아옴

 

---

느낀 점

실시간으로 모터가 움직이는 걸 보면서 동시에 데이터가 들어오는 것도 볼 수 있어서 정말 신기했다.

IoT 수업은 손으로 조작하는 게 많아서 나름 현장감이 들고 재미도 있고 좋았다.

중간에 이진법이 좀 헷갈렸지만 얼추 이해가 됐다.