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主题

工控机硬件接口分类与通信方式 ​

涉及子系统：工控机 核心业务：定义工控机物理接口的分类规范与各类接口的通信方式

接口分类总览 ​

工控机的所有硬件接口分为以下四类，端口类型决定了通信方式和 driver 选型：

类型通信介质适用硬件端口 ID 前缀
485Hub 继电器RS485 总线 + 继电器模块灯光、门锁、热水阀等一切需要开关控制的设备relay_
485Hub ModbusRS485 总线 + Modbus RTU需要读写寄存器的设备（温湿度传感器、部分空调等）modbus_
专用接口RS485 / USB / RS232空调主机、UPS 等有独立通信协议的设备按设备类型（ac_、ups）
网络接口RJ45（TCP/IP）刷脸机、摄像头、Modbus TCP 设备等net_

1. 485Hub 继电器类 ​

特性 ​

  • 物理形态：485Hub 上的继电器输出模块，每个模块提供若干路继电器通道
  • 接口本质：纯开关信号（继电器闭合 / 断开），无类型限制，可接任意需要开关控制的设备
  • 端口用途由工控机本地配置的 role 字段定义，与端口 ID 无关

端口 ID 规范 ​

按物理编号命名：relay_01、relay_02、……、relay_NN

工控机本地配置示例 ​

json
{
  "deviceId": "relay_01",
  "portClass": "relay",
  "label": "A 门电磁锁",
  "role": "door_lock",
  "driver": "relay_485hub",
  "driverConfig": {
    "busPort": "/dev/ttyUSB0",
    "address": 1,
    "channel": 1
  }
}
json
{
  "deviceId": "relay_03",
  "portClass": "relay",
  "label": "健身区灯光",
  "role": "light",
  "driver": "relay_485hub",
  "driverConfig": {
    "busPort": "/dev/ttyUSB0",
    "address": 1,
    "channel": 3
  }
}

role 枚举 ​

role适用场景说明
door_lockA 门、B 门电磁锁支持 door_control 指令的解锁/锁定语义（含时长）
light各区域灯光支持 relay_control 指令，on/off 开关
shower_valve淋浴热水阀支持 shower_valve / shower_countdown 指令
shower_light淋浴间内部灯光支持 shower_light 指令（可覆盖本地自动策略）
generic其他通用开关设备仅支持 relay_control on/off

2. 485Hub Modbus 专用类 ​

特性 ​

  • 物理形态：通过 RS485 总线连接的 Modbus RTU 设备
  • 与继电器类的区别：需要读写设备寄存器，不是单纯的开关信号
  • 不同品牌 / 型号的设备对应不同寄存器地址和数据格式，由 driver 实现封装

端口 ID 规范 ​

按设备类型 + 序号命名：modbus_sensor_01、modbus_ac_01 等

工控机本地配置示例（温湿度传感器） ​

json
{
  "deviceId": "modbus_sensor_01",
  "portClass": "modbus",
  "label": "健身区温湿度传感器",
  "role": "env_sensor",
  "driver": "generic_temp_humidity",
  "driverConfig": {
    "busPort": "/dev/ttyUSB0",
    "address": 2,
    "baudRate": 9600
  }
}

3. 专用接口类 ​

特性 ​

  • 物理端口硬件设计为特定设备专用（如空调 RS485 主机接口、UPS RS232 接口）
  • 采用设备厂商专有协议或独立 Modbus 配置，driver 按品牌适配

端口 ID 规范 ​

按设备类型 + 序号命名，单台设备省略序号：

示例 deviceId说明
ac_01、ac_02空调，支持多台
upsUPS 电源（通常单台）

空调 driver 清单 ​

driver说明
midea_modbus美的空调 RS485 Modbus RTU
gree_modbus格力空调 RS485 Modbus RTU
daikin_modbus大金空调 RS485 Modbus RTU
generic_infrared通用红外码（需配置码库文件）

工控机本地配置示例（空调） ​

json
{
  "deviceId": "ac_01",
  "portClass": "dedicated",
  "label": "健身区空调",
  "role": "ac",
  "driver": "midea_modbus",
  "driverConfig": {
    "busPort": "/dev/ttyUSB1",
    "address": 1,
    "baudRate": 9600
  }
}

4. 网络接口类（RJ45） ​

特性 ​

  • 通过 RJ45 以太网接入局域网，通过 IP 地址 + 端口 + 协议访问设备
  • 协议多样：HTTP、TCP（自定义）、Modbus TCP、RTSP/ONVIF 等

端口 ID 规范 ​

按设备类型 + 序号命名：net_face_01、net_camera_01 等

工控机本地配置示例 ​

json
{
  "deviceId": "net_face_01",
  "portClass": "network",
  "label": "入口刷脸机",
  "role": "face_reader",
  "driver": "hikface_http",
  "driverConfig": {
    "host": "192.168.1.101",
    "port": 80,
    "protocol": "http"
  }
}
json
{
  "deviceId": "net_camera_01",
  "portClass": "network",
  "label": "健身区监控摄像头",
  "role": "camera",
  "driver": "rtsp_generic",
  "driverConfig": {
    "host": "192.168.1.102",
    "port": 554,
    "protocol": "rtsp"
  }
}

RS485 总线规范 ​

  • 协议：Modbus RTU（继电器类和 Modbus 类共用总线时按地址段隔离）
  • 波特率：9600 / 19200（按设备规格，同一总线必须统一）
  • 地址分配：每台工控机按设备类型预留地址段，具体分配在配置文件中定义

待确认事项 ​

  • [ ] 刷脸机品牌与 SDK/HTTP API 文档
  • [ ] 空调品牌型号确认（决定 driver 选型）
  • [ ] 灯光回路数量（决定 485Hub 继电器模块路数）
  • [ ] 淋浴间数量（决定 shower_valve + shower_light 的继电器通道数）
  • [ ] 工控机设备配置的管理方式（本地维护 vs 云端下发动态更新）

飞创 Fitron 内部规划文档