Raspberry Pi y Node-RED - Instalación configuración y despliegue MQTT

Raspberry Pi y Node-RED son ampliamente utilizados en aplicaciones de Internet Industrial de las Cosas (IIoT) debido a su flexibilidad, asequibilidad y facilidad de uso. A continuación, se explica cómo se integran en el panorama de IIoT:

1. Raspberry Pi en IIoT

Raspberry Pi sirve gateway IIoT. Puede recopilar, procesar y analizar datos localmente antes de enviarlos a la nube o a un servidor central.

Sus pines GPIO permiten la interfaz con varios sensores industriales, actuadores y otros periféricos comúnmente utilizados en entornos industriales.

Puede ejecutar varios protocolos de IIoT e interfaces de comunicación como Modbus, MQTT, OPC UA y otros para interactuar con dispositivos y sistemas industriales.

2. Integración de Raspberry Pi y Node-RED

Raspberry Pi sirve como la plataforma de hardware que ejecuta Node-RED, alojando aplicaciones de IIoT y gestionando tareas de adquisición y procesamiento de datos.

Node-RED en Raspberry Pi puede interfaz con sensores industriales, PLCs (Controladores Lógicos Programables), sistemas SCADA (Supervisión y Adquisición de Datos) y otros dispositivos industriales utilizando protocolos de comunicación compatibles.

Node-RED puede agregar, filtrar y analizar datos recopilados de diversas fuentes industriales, lo que permite el mantenimiento predictivo, la optimización de procesos y el monitoreo y control remotos.

La combinación de Raspberry Pi y Node-RED ofrece una solución rentable y escalable para implementar aplicaciones de IIoT en sectores de fabricación, energía, transporte y otros sectores industriales.

Raspberry Pi y Node-RED desempeñan roles significativos en la habilitación de soluciones de IIoT al proporcionar capacidades de Edge Computing, integración de datos y herramientas de desarrollo de aplicaciones rápidas adaptadas a entornos industriales.

Requerimientos

• Raspberry Pi 4 + 4GB + 32GB SD

• Sistema Operativo: Se recomienda utilizar una distribución ligera de Linux optimizada para Raspberry Pi. Raspberry Pi OS es el sistema operativo oficial de Raspberry Pi y es ampliamente utilizado para instalaciones Node-RED.

• Soporte DIN Rail

Instalación

1. Instalar Raspbian OS (Bullseye) https://www.raspberrypi.com/software/

2. Realizar las configuraciones iniciales, como configurar Wi-Fi, zona horaria, expandir el sistema de archivos y actualizar el sistema.

3. Instalar Node-RED usando script https://nodered.org/docs/getting-started/raspberrypi

4. Una vez completada la instalación, iniciar Node-RED:
node-red

Abrir un navegador a http://:1880 para acceder al editor Node-RED.

Configuraciones básicas

Todas las configuraciones básicas y más importantes deben realizarse en el archivo de configuración “settings.js”

https://nodered.org/docs/user-guide/runtime/settings-file

Seguridad básica

El acceso a la plataforma de Node-RED debe estar segurizada bajo el protocolo HTTPS y protegida con un nivel mínimo, como puede ser una autentificación básica.

https://nodered.org/docs/user-guide/runtime/securing-node-red 

Bróker MQTT Público

Debido a la existencia de MQTT Públicos (solo a modo de ejemplo, no usar en producción), podemos tomar el protocolo IIoT y empezar a comunicar nuestros PLC, SCADAS, sensores y otros dispositivos industriales a Node-RED.

1. Añadir un nodo MQTT IN

2. Editar el nodo y añadir un bróker MQTT (a modo de ejemplo, utilizamos un bróker público como HiveMQ)

3. Por último, configurar el topic, ejemplo: planta_A/produccion/plc_01