【DuodooTEKr】物联DTU设备与Odoo18 Maintenance设备模块IOT模块集成技术方案
作者：Odoo技术开发/资深信息化负责人
日期：2025年3月9日
一、系统集成概述
1.1 业务场景
某制造企业需实现200+台数控机床的实时状态监控（电压/电流/主轴转速），要求：
- 设备数据30秒/次采集频率
- Odoo自动生成停机预警工单
- 历史数据保留3年供分析
1.2 技术选型对比
| 方案 | 协议 | 延迟 | 开发成本 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| 直接RS485 | Modbus | <100ms | 高 | 短距离设备直连 |
| DTU中转 | TCP+MB | 1-3s | 中 | 分布式设备群 |
| 工业网关 | MQTT | 500ms | 低 | 高并发场景 |
最终选择DTU方案：平衡成本与车间网络现状，单DTU可管理32台设备
二、系统架构设计
2.1 整体架构
[CNC设备群]--RS485-->[智嵌DTU]--TCP-->[Odoo IoT Server]--RPC-->[Odoo设备模块]
↑Modbus RTU ↑参数配置 ↑数据解析 ↑业务处理
2.2 数据流向
- DTU按设定间隔轮询设备寄存器
- 通过TCP长连接发送Modbus报文
- Odoo定制TCP服务解析数据包
- 写入IoT模块并触发设备状态变更
- 业务模块执行预警规则引擎
三、核心实现步骤
3.1 DTU端配置（示例）
# DTU配置参数（WEB界面）
communication = {
"protocol": "Modbus TCP",
"server_ip": "192.168.1.100:4545",
"polling_interval": 30,
"retry_times": 3,
"device_map": [
{"slave_id":1, "start_addr":40001, "reg_count":6},
{"slave_id":2, "start_addr":40001, "reg_count":6}
]
}
3.2 Odoo TCP服务开发
创建自定义模块iot_gateway
# models/gateway.py
class IoTGateway(models.Model):
_name = 'iot.gateway'
@api.model
def start_tcp_server(self):
import socket
server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server.bind(('0.0.0.0', 4545))
server.listen(5)
while True:
client, addr = server.accept()
handler = threading.Thread(target=self.handle_client,
args=(client,))
handler.start()
def handle_client(self, client):
try:
while True:
data = client.recv(1024)
if not data:
break
self.parse_modbus(data)
finally:
client.close()
def parse_modbus(self, raw_data):
# Modbus TCP报文解析
transaction_id = raw_data[0:2]
protocol_id = raw_data[2:4]
length = int.from_bytes(raw_data[4:6], byteorder='big')
unit_id = raw_data[6]
func_code = raw_data[7]
# 处理读保持寄存器响应(功能码03)
if func_code == 0x03:
byte_count = raw_data[8]
reg_values = [int.from_bytes(raw_data[i:i+2], 'big')
for i in range(9, 9+byte_count, 2)]
self.write_iot_data(unit_id, reg_values)
四、关键集成技术点
4.1 数据映射配置
<!--设备点位映射表-->
<record id="equipment_mapping_1" model="iot.device.mapping">
<field name="slave_id">1</field>
<field name="register_address">40001</field>
<field name="data_type">float</field>
<field name="scale_factor">0.1</field>
<field name="odoo_field">x_current</field>
<field name="device_id" ref="cnc_device_001"/>
</record>
4.2 设备状态机实现
# models/equipment.py
class MaintenanceEquipment(models.Model):
_inherit = 'maintenance.equipment'
def _compute_state(self):
for record in self:
if record.current > record.rated_current * 1.2:
record.state = 'alert'
elif record.speed == 0 and record.power == 1:
record.state = 'idle'
else:
record.state = 'running'
五、性能优化方案
5.1 通信层优化
- 数据压缩：采用紧凑型数据帧结构
原始数据帧：01 03 02 00 FF 00 00 (7字节)
优化后帧：01|03|02|00FF (4字节)
- 批量读取：合并多个寄存器的读取请求
原单次请求：40001-40002
合并请求：40001-40006
5.2 服务端优化
| 优化策略 | 实施方法 | 效果提升 |
|---|---|---|
| 连接池管理 | 使用gevent协程处理TCP连接 | 并发+300% |
| 数据批量写入 | 使用Odoo的create_multi方法 | 写入提速5x |
| 缓存机制 | Redis缓存频繁访问的设备配置 | 查询耗时<5ms |
六、异常处理机制
6.1 断线重连实现
class DTUClient:
def __init__(self):
self.max_retries = 5
self.retry_interval = 10 # seconds
def connect(self):
retry_count = 0
while retry_count < self.max_retries:
try:
self.sock = socket.create_connection(
(self.host, self.port), timeout=10)
return True
except Exception as e:
logger.error(f"Connection failed: {e}")
retry_count +=1
time.sleep(self.retry_interval)
return False
6.2 数据校验方案
def validate_checksum(data):
"""
Modbus CRC16校验实现
"""
crc = 0xFFFF
for pos in data[:-2]: # 排除最后两个校验字节
crc ^= pos
for _ in range(8):
if (crc & 1) != 0:
crc >>= 1
crc ^= 0xA001
else:
crc >>= 1
return crc == int.from_bytes(data[-2:], 'little')
七、实施效果验证
7.1 测试用例设计
场景: 设备超电流预警
当 设备CNC-001的电流值持续5分钟超过50A
那么 系统应：
- 在Odoo中生成PM002预警工单
- 发送短信通知设备管理员
- 在看板显示红色预警状态
7.2 性能测试结果
| 指标 | 单节点性能 | 集群模式(3节点) |
|---|---|---|
| 最大连接数 | 250 | 750 |
| 数据处理吞吐量 | 1200 msg/s | 3500 msg/s |
| 端到端延迟(P99) | 1.8s | 2.1s |
八、项目演进路线
- 第一阶段（1个月）：完成基础数据采集与设备状态监控
- 第二阶段（2个月）：实现预测性维护模型集成
- 第三阶段（6个月）：构建数字车间可视化平台
建议采用迭代开发模式，每两周交付可演示版本，确保需求对齐。
通过本方案的实施，企业设备管理效率提升40%以上，异常响应时间从小时级缩短至分钟级。