使用 FUXA 构建 SCADA 监控演示

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本教程使用模拟储罐液位数据，在 reComputer RK3576 上构建一个小型 SCADA 监控画面。Mosquitto 接收 MQTT 消息，FUXA 订阅数据，并在网页画面中显示数值和趋势图；最后再配置低液位报警。

这是纯软件演示。 本文不连接 PLC、不控制水泵，也不验证实体设备的控制功能。开始前，请先完成本分类中的 FUXA 安装教程。

准备工作

  • reComputer RK3576 已按照安装教程运行名为 fuxa-rk3576 的 FUXA 容器。
  • 可以通过 SSH 登录 RK3576，并从同一可信网络的电脑打开 FUXA 网页。
  • RK3576 上有 Mosquitto Broker 和 mosquitto_pub/mosquitto_sub。如未安装，可按下文安装。

安装教程使用 Linux host 网络。先确认容器正在运行，且网络模式为 host，这样 FUXA 才能连接 RK3576 本机的 127.0.0.1:1883：

bash
sudo docker ps --filter name=fuxa-rk3576
sudo docker inspect -f '{{.HostConfig.NetworkMode}}' fuxa-rk3576

如果第二条命令没有输出 host，FUXA 容器内的 127.0.0.1 就不代表 RK3576 主机。请先根据实际容器网络调整 Broker 地址，再继续操作。

步骤 1：准备本机 MQTT Broker

在 RK3576 上执行：

bash
sudo apt update
sudo apt install -y mosquitto mosquitto-clients
sudo systemctl enable --now mosquitto
systemctl is-active mosquitto
sudo ss -ltnp | grep ':1883'

systemctl is-active 应输出 active。本地演示只需让 Broker 在 RK3576 本机监听；不要将无身份验证的 MQTT 端口开放到互联网。如果已有启用身份验证的 Broker，请使用该 Broker 的实际连接设置。

步骤 2：发布并核对模拟数据

用一个 MQTT 主题传输三个数值型储罐液位。先发布一条保留消息，使 FUXA 在稍后订阅时也能读到最新值：

bash
mosquitto_pub -h 127.0.0.1 -p 1883 \
  -t rk3576/fuxa/demo/tanks -r \
  -m '{"tank1":7500,"tank2":1500,"tank3":3000}'

mosquitto_sub -h 127.0.0.1 -p 1883 \
  -t rk3576/fuxa/demo/tanks -C 1 -v

订阅命令应立即打印主题和 JSON。后续步骤中的 tank1、tank2、tank3 拼写必须与这里一致。

步骤 3：让 FUXA 连接 MQTT

打开 http://<RK3576_IP>:1881/editor，点击编辑器左上角的齿轮图标，进入 Connections，新增一个 MQTT 连接：

配置项本地演示值
NameRK3576 MQTT
TypeMQTTclient
Address (mqtt://[server]:[port])mqtt://127.0.0.1:1883
Enable开启

Polling 保持未设置。点击 OK，确认连接旁出现绿色状态点。这里只需要建一个 MQTT 连接；三个储罐数值是同一主题中的字段，不是三个独立连接。

点击该连接上的链条图标，进入标签与订阅页面。在 Browser Topics on broker 输入 rk3576/fuxa/demo/tanks，点击搜索图标，选择该主题。如果 Topic path 没有自动填入，就填入同一个主题路径；选择 json 而不是 raw，再点击 Subscribe。确认订阅后出现 tank1、tank2、tank3 三个数值字段。

步骤 4：制作监控画面

返回编辑器，在 Views 中打开 MainView，先添加 RK3576 Tank Monitor 这样的文字标题。

  1. 从 Controls 拖入数值显示控件（## 图标），绑定到数值标签 tank1，不要绑定到整个 JSON 主题。再添加两个数值显示控件，分别绑定 tank2 和 tank3。初始消息发布后，它们应显示 7500、1500、3000。
  2. 从 Controls 拖入 Chart 控件（折线图图标）。打开它的 Chart settings，在 Chart to show 中选择 New Chart。进入图表配置后，点击 + 新建名为 Tank Levels 的图表。
  3. 在新图表的 ⋮ 菜单中选择 Add Line，把曲线绑定到 tank1；如需在同一张图中显示全部液位，按相同方式添加 tank2、tank3 曲线。回到 Chart to show 选择 Tank Levels。
  4. 点击磁盘图标保存，再使用播放/预览按钮确认三个数值和图表出现在运行页面。

请以 FUXA 标签选择器中实际显示的名称为准。它可能在字段名前显示 MQTT 连接和主题路径。

步骤 5：观察实时数据变化

在 RK3576 的第二个终端运行以下前台模拟器。需要停止时按 Ctrl+C：

bash
tank1=7500
tank2=1500
tank3=3000

while true; do
  mosquitto_pub -h 127.0.0.1 -p 1883 \
    -t rk3576/fuxa/demo/tanks -r \
    -m "{\"tank1\":$tank1,\"tank2\":$tank2,\"tank3\":$tank3}"

  tank1=$((tank1 - 100))
  tank2=$((tank2 + 60))
  tank3=$((tank3 + 40))

  if [ "$tank1" -le 0 ]; then
    tank1=7500
    tank2=1500
    tank3=3000
  fi
  sleep 2
done

在 FUXA 运行画面中，确认数值随消息更新，趋势图逐渐出现数据点。测试下面的报警前，先停止模拟器，否则下一条模拟消息会立即覆盖报警测试值。

步骤 6：添加并测试低液位报警

在 FUXA 编辑器中点击左上角齿轮图标，进入 Alarms 并新增报警，按下表填写：

配置项值
NameTank 1 low level
TagRK3576 MQTT 下的 tank1 数值标签
Low → Enabled开启
Low → Check interval (seconds)1
Low → Min / Max0 / 1000
Low → Time in Min-Max range (seconds)1
Low → TextTank 1 low level

点击 OK 并保存编辑器项目。检查间隔和区间持续时间的单位都是秒，这里填写 1，不是 1000。本例不需要再设置 High 或 High High 条件。

确认模拟器已经停止，再发布低液位数值：

bash
mosquitto_pub -h 127.0.0.1 -p 1883 \
  -t rk3576/fuxa/demo/tanks -r \
  -m '{"tank1":800,"tank2":1500,"tank3":3000}'

打开 FUXA 运行页面 http://<RK3576_IP>:1881/。确认第一个数值显示为 800、右上角铃铛出现红色数字，并且下方 Alarms 列表出现 Tank 1 low level，优先级为 Low、状态为 Active。如果报警列表已收起，点击铃铛将其展开。

测试结束后发布正常值：

bash
mosquitto_pub -h 127.0.0.1 -p 1883 \
  -t rk3576/fuxa/demo/tanks -r \
  -m '{"tank1":7500,"tank2":1500,"tank3":3000}'

验证结果与边界

当 MQTT 连接正常、数值显示和趋势图随消息变化，并且 tank1 为 800 时出现低液位报警，这个模拟监控演示就完成了。这里的发布器只是前台测试循环，不是生产数据源。循环停止后，MQTT 保留消息仍可能让画面显示最后一个数值；静态数值不能证明新数据仍在到达。

实际部署时，应换成经过身份验证的数据源，限制 FUXA 网页和 Broker 的访问，并针对真实设备验证报警及任何控制动作。不要把本例直接用于安全关键设备。

参考资料