NUC980开源项目40-PLC远程下载/内网穿透(非技术)

Posted 2022-12-25

 

1.网穿介绍

在淘宝上有一个产品，叫做PLC远程下载模块，随便找了一个。

 它的核心功能，是让客户在外网可以控制内网的设备。

关于内网穿透，有几种搞法

第一种是远程控制，常见的就是淘宝上卖的DTU模块，搞成4G或者网口，有的是1个或者1个以上模块，和服务器做设备配对，数据上传到服务器，然后再分发出来。会给一个控制软件或者网页控制的界面，用户通过软件实现一些控制操作，比如驱动继电器/读一下开关信号或者转成串口数据发出来。

这种应用场景挺多，比如智能家居的远程控电啥的，或者工业上一些远程命令操作，他有以下特点

1.数据需要进指定的服务器，卖家一般这个服务器是要收费用的，相当于另外一种租赁服务，有的做的比较好的，可能会送几年，但卖家不可能每个设备都送个服务器，这会让人家血亏。对一些敏感的行业来说，数据过人家的服务器，终究心里膈应。

2.有个第三方软件，当然也有的可能走的是串口->云端->串口的形式，本质上来说，是一个数据转发的工具，比如串口转串口，网口转串口，串口转485之类的。多个软件倒也没啥事，只是需要有个研发人员或者技术人员开发维护，它解决了数据的链路问题。

 

第二种是远程穿透，有名气的是花生壳，或者向日葵，直接把目标主机变成局域网的设备，它特点如下

1.一般用在电脑上，比如大家常用的远程桌面，像向日葵一样，网上卖的那种PLC远程下载模块，就是这种形式，让远程电脑像操作本地设备一样，实现固件下载/控制的功能

2.一般会有指定IP，模块本身是网关，将网络数据转给设备，也将设备数据转给远程主机。比如花生壳做的花生盒子就是这一类。

 

相比而言，前面那种使用更多，开发难度更小，淘宝上卖的也多，像什么有人物联，同时价格也更低。DIY的话，也会比较容易，买个4G模块，搭个单片机，互相怼数据，当然，容易不代表没技术含量，稳定性，抗干扰，异常处理，也很重要

众所周知，国内网络是比较费劲的，一般没法直接访问局域网的设备，没有广域网IP，可能买电信的网络，会有个FRP，做网络硬盘是可以用这个的。

毕竟国内三大运营商，我们也不能让人家全用电信，可以确定的一点是，要做网络穿透或者远程控制，无法避免要有一个云服务器，现在是信息时代，腾讯阿里有很多的物联网服务，一般会使用MQTT或者HTTP协议，这种，能实现远程控制的目的。只要让设备上网，向指定服务器，读写数据就行。

这种无法实现PLC远程下载，当然如果说技术过关，搞个bootloader，也没啥说的。

2.功能分析

这不是我想要的，不是东西不行，而是他有个关键问题，必须要有人进来搞开发，一般PLC设备，都会带个网口，比如西门子的，会提供一个上位机，用户直接操作它的上位机就行，如果做的是远程控制，新加的网关怎么和已有的设备通信？不排除有的PLC提供相关的命令，做可以做，但是要时间。

我想要的是，用户有个PLC设备，现在就放在局域网，人家啥都搞好了，如果想在外网访问，能直接就通信上，让外网变成局域网，当然也有方案，比如电脑装个向日葵，别的电脑也装个向日葵，PLC远程下载模块，就是让模块代替电脑。在不影响客户原有配置，不增加研发力量的情况下，实现这个目的。

3.方案

初期我考虑过三个方法。

第一个是反向SSH，这东西怎么说呢，能用，但是不好用，因为电脑的外网IP是会变的，今天用的好好的，明天就不行了，虽然也有自动监测的方案，终归觉得不合适，总不能说找个人，天天盯着看吧，这样事情就没有意义了。

 第二个是openwrt，集成一些穿透服务，能用，我也做了相关的移植测试，怎么说呢，没有用习惯，可能是我对这东西不熟悉，一般来说做FRP挺多的

 

最终决定是使用OPENVPN,选他的原因是

1.安全，每个设备都是有密钥的，除非自己作死把密钥分享出去，不然别人进不来

2.稳定开源，这东西做了蛮多年了，用户群体不小，我查了相关PLC厂商，发现他们也是用的这个方案，既然能被PLC厂商看中，肯定是有缘由的

3.简单，只要装个软件，启动一下，就可以一直跑

4.IP可以指定，支持的设备数量多。这点很重要，不能说搞个设备就开个服务器，这不得搞死人

5.服务器可以自己搭，随便找个腾讯阿里服务器就行，挂着一年四季不用管他

 

4.成品

经过一段时间的研发，搞出的板子如下

pcb正面示意图

功能说明

1.电源:板子输入电源为12~24V，运行功率为2~3.5W左右

2.Debug:系统串口调试接口，用于shell登录。

3.USB:目前主要用于固件烧录

4.WAN:入网接口，带DHCP自动配网，只要将网线直接接入就行，系统会自动连接设置IP

5.LAN:路由网口，接PLC，需要指定下级设备IP，目前默认设备IP为169.254.244.113，此IP可改。

6.SIM:4G模块SIM卡插槽，目前做的是移动的SIM卡

7.通用输出:输出5V电压

8.通用输入:输入3.3~5V电压

9.482&232:各两组  

实物如下

与PLC连接状态如下

5.成本分析

 东西已经做好了，嘉立创算了下成本，打样5片，平均每块是600的成本，如果有量的话，简单算了下，不含4G模块，数量到了500ps左右，成本估计能到200元左右。