一、案例背景
工業樹莓派RevolutionPi是一種DIN 導軌安裝的工業小型控件。RevolutionPi（簡稱RevPi）具有一整套IO 和總線模塊，可以與所有常見的模擬和數字傳感器、執行器和總線系統以及基於TCP-IP 的網路進行通訊。RevPi 運行Linux 操作系統，這使得它成為一個功能多樣的多功能解決方案。
在本案例中，RevPi通過DIO擴展模塊連接川崎FS03N型機器人以及PLH3D-6W-XF雷射雕刻頭。通過預安裝的開源Node-RED軟體，建立邏輯控制、通訊通道以及功能強大的儀錶盤。並可以通過web界面對機器人運行狀態進行遠程訪問及控制。
二、解決方案
硬體連接
右圖是本案例的硬體連接實物圖。最左邊是24V電源，用於設備供電。旁邊是RevPi Core模塊，並連接了DIO擴展模塊。Core模塊通過網線接入到網路內，可以進行遠程訪問及通訊。DIO模塊連接機器人及雷射雕刻頭進行邏輯控制。再往右邊是兩個AllDAQ的適配器，用於將RevPi DIO擴展模塊的14個數字輸入和14個數字輸出連接到機器人的I/O版。旁邊藍色的小型設備是一個耦合繼電器，用於打開或關閉雷射雕刻頭的電源。最右邊是數模轉換器，可以將來自機器人的數字訊號轉換為雷射雕刻頭的0-10V模擬訊號。
Node-RED儀錶盤
本案例使用Node-RED的Dashboard組件建立操作儀錶盤可以監視機器人的工作狀態並進行開關控制。因為Core模塊已接入以太網中，所以除了透過IO接口外，也可以TCP或UDP通訊進行控制。
在本例中，透過切換機器人控制器上的開關，可以使得機器人的狀態從TEACH模式變為REPEAT模式，並在儀錶盤中顯示。
點擊儀錶盤上的Motor Power按鈕，可以打開電動機電源，並轉換為ON狀態。
也可以通過儀錶盤控制機器人在某個方向上進行移動（以毫米為單位）。
單擊中間Homing符號，可以使機器人回到原始位置。如果機器人處於原位，則“房子”符合將點亮。
Node-RED程序流
RevPi對機器人的邏輯控制及通訊都是通過建立Node-RED flow實現的。
上面介紹的UI界面，也是透過這樣的流程建立的。在Node-RED flow中，字符串以msg的形式存在，有效訊息位於payload中，並可以通過TCP 或者UDP發送到機器人。
遠程監控
Node-RED支持透過局域網內基於web的瀏覽器訪問儀錶盤。所以，您可以使用平板電腦或者智能手機監視機器人狀態並進行控制。
總結
在本案例中，可以透過手機發送開始“Laser-Auftrag gestartet”（開始雷射工作）的訊息，使機器人開始工作。並在作業結束後，可以在手機端收到“Laser-Auftrag beendet”（雷射作業已完成）的提示訊息。
三、本文使用的模塊—RevPi及Node-RED介紹
RevPi
Revolution Pi（簡稱RevPi）是基於Raspberry Pi擴展而成的工業PC。該系列的三個基本模塊都安裝在細長的DIN導軌外殼中，可以通過各種合適的I/O模塊和現場總線網關進行無縫擴展，並可通過預置的圖形配置工具輕鬆配置。
為了實現符合EN 61131-2或IEC 61131-2標準的工業適用性，我們使用Raspberry Pi計算模塊作為基礎。該模塊看起來像一個內存條，但它沒有任何外部接口。我們為樹莓派計算模塊配備了符合所有重要工業標準的外部接口。而在軟件方面，Revolution Pi具有經過特別改裝的Raspbian操作系統，該操作系統配備了實時補丁，並且兼容為Raspberry Pi開發的大多數應用程序。
Node-Red
Node-RED 是構建物聯網應用程序的一個強大工具。它使用可視化編程方法，允許開發人員將預定義的代碼塊（稱為「節點」，Node）連接起來執行任務。連接的節點，通常是輸入節點、處理節點和輸出節點的組合，當它們連接在一起時，構成一個 「 流 」 (Flows)。
Node-RED最初是IBM在2013年末開發的一個開源項目，以滿足他們快速連接硬體和設備到Web服務和其他軟體的需求。作為物聯網的一種粘合劑，它很快發展成為一種通用的物聯網編程工具。重要的是，Node-RED已經積累大量用戶並迅速形成了一個活躍的開發人員社區，他們可以開發新的節點，同時允許程序員復用Node-RED程式碼來完成各種各樣的任務。
RevPi以及預安裝好了Node-RED編程環境，用戶可以直接使用。並且我們有專門為RevPi設計的節點提供使用。Node-RED將成為您快速開發物聯網應用的強大工具！
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