Введение 4
Г лава 1. Концепция Интернет Вещей (IoT) и промышленного Интернета Вещей (IIoT) 6
1.1. Что такое интернет вещей (IoT) 6
1.1.1. Интернет вещей как «сеть сетей» 6
1.2. Индустриальный интернет вещей (IIoT) 6
1.2.1. Как работает промышленный интернет вещей 7
1.3. Облачные технологии и Интернет Вещей 9
Глава 2. Популярные протоколы, программные интерфейсы и форматы данных IoT 11
2.1. REST - передача состояния представления 11
2.1.1. Описание HTTP метода GET 12
2.1.2. Описание HTTP метода POST 12
2.2. JSON - текстовый формат обмена данными, основанный на JavaScript13
2.3. Протокол Modbus 13
2.3.1. Modbus RTU 15
2.3.2. Modbus TCP 15
Глава 3. Языки программирования, сервисы и среды разработки 17
3.1. Node-RED - мощный инструмент для создания приложений Internet of
Things 17
3.2. MongoDB - СУБД 18
3.3. Dweet.io - сервис, позволяющий получать данные с устройств 19
3.4. MLab - управляемая служба облачной базы данных 20
Глава 4. Описание прикладного программного обеспечения 21
4.1. Описание структурной схемы 21
4.2. Разработка ПО (шлюз) 23
4.3. Создание базы данных в MLab 26
4.4. Настройка сервиса IoT dweet.io 28
4.5. Разработка клиентской части веб-приложения 29
4.6. Комплексное тестирование программного обеспечения 33
Заключение 37
Список литературы 38
Приложение А 40
Приложение Б 44
Приложение В 47
Приложение Г 52
Приложение Д 57
Традиционно на кафедре радиоэлектроники проводятся гидродинамические промысловые исследования флюидонасыщенных пластов и скважин методом фильтрационных вол давления (ФВД) и для проведения исследования используется автоматизированная система контроля и управления. Метод ФВД являются достоверным и наиболее помехоустойчивым, но так же трудоемким. Источником возмущающих колебаний служит скважина, на забое которой задается по периодическому во времени закону изменение дебита и давления, далее в пласте по радиусу от скважины-источника будут распространяться фильтрационные волны давления, затухание амплитуды и скорость распространения которых будут определяться частотой ФВД, гидродинамическими параметрами пласта и возмущающей скважины. Работа скважины в периодическом режиме должна быть довольно длительной, обычно более трех периодов колебаний, для установления в любой точке исследуемого интервала пласта квазистационарного периодического режима, характеризующегося постоянством амплитуды колебаний давления и сдвига фазы. С помощью метода ФВД можно выделить два вида гидродинамических исследований: самопрослушивание (зондирование призабойной зоны скважины), гидропрослушивание (зондирование межскважинных интервалов) [1].
Для проведения промысловых гидродинамических исследований методом фильтрационных вол давления, сотрудниками кафедры радиоэлектроники был разработан программно-технический комплекс - «Автоматизированная система контроля и управления выработкой пластов». Данный комплекс предназначен для контроля текущего состояния полей гидропроводности, пьезопроводности и водонасыщенности и адаптирована на цели и задачи реализации принципов технологии «Оптимальной выработки нефтяного пласта». Объектами контроля являются нагнетательные и добывающие скважины, расположенные на площади [1].
Для удобства обработки и анализа данных с нагнетательных и добывающих скважин, была поставлена цель разработать веб - приложение для АСК с использованием современных технологий Промышленного Интернета Вещей. Реализация этой цели осуществлялось посредством решения следующих основных задач:
• Ознакомиться с принципами АСК для проведения гидродинамических экспериментов.
• Освоить язык программирования JavaScript (JS), язык разметки HTML, каскадные таблицы стилей CSS.
• Изучить основы работы СУБД MongoDB.
• Освоить работу с облачными сервисами для обмена данными по протоколу HTTP.
• Спроектировать, разработать и отладить веб-приложение для АСК. Провести комплексное тестирование приложения на лабораторной установке для проведения гидродинамических экспериментов.
В результате проделанной работы было разработано веб-приложение для автоматизированной системы контроля с использованием современных технологий Промышленного Интернета Вещей. Программное обеспечение было размещено на хостинге для удаленного доступа через сеть Интернет. Был создан шлюз, позволяющий принимать данные с контроллера и записывать эти данные в облачные сервисы (mLab, dweet.io). Также для разработки веб-приложения были освоены практические навыки применения языка программирования JavaScript (JS), языка разметки HTML, каскадные таблицы стилей CSS. Комплексное тестирование программного обеспечения было проведено на лабораторной установке по наблюдению фильтрационных вол давления при самопрослушивании системы «пластскважина». Исходя из поставленных требований, цель создания вебприложения для автоматизированной системы контроля полностью достигнута.
