DEVELOPER & SCADA INTEGRATION HUB

Cổng Tài liệu Tích hợp Kỹ thuật Gateway GW22 / GW22-D (Modbus TCP & MQTT) cho Kỹ sư SCADA / Tự động hóa

Tài liệu đặc tả kỹ thuật chính thức trích xuất từ VTI Gateway Installation & Configuration Guide Firmware V2.0.0. Dựng nguyên vẹn bảng thanh ghi Modbus TCP, cấu trúc MQTT payload, tham số cấu hình và quy trình xử lý sự cố.

Tóm tắt Giao thức Tích hợp SCADA

Gateway GW22 / GW22-D của VTI Corp hoạt động đồng thời như một Modbus TCP Server công nghiệp (Port 502, định dạng 32-bit Float Word-Swapped) và MQTT Client (Broker aiplatform.vn:1883, QoS 1). Tập trung dữ liệu từ hơn 1,000 cảm biến không dây VTI-TS-22 / VTI-TS-26 cùng các thiết bị đo qua RS485 (PD, PT100, MFM384, MRJ4M, Noise) vào các dải thanh ghi chuẩn hóa để tích hợp trực tiếp vào SCADA, DCS và EMS trạm qua IEC 60870-5-104 Master/Slave.

Giao diện Live View & Sơ đồ Thu Thập Dữ liệu Cảm biến Gateway

Giao diện điều khiển giám sát tập trung thu thập dữ liệu từ cảm biến tự cấp nguồn VTI-TS-26 / VTI-TS-22 và đẩy lên SCADA / Cloud:

VTI Corp EDGE GATEWAY GW01 / GW22-D Live View Interface monitoring >1,000 wireless thermal sensors via Modbus TCP Port 502, MQTT QoS 1, and IEC 60870-5-104 SCADA — **Giao diện Live View EDGE GATEWAY GW01 / GW22-D:** Giám sát đồng thời trên 1.000 điểm đo nhiệt độ không dây, hỗ trợ giao thức Modbus TCP Port 502, MQTT QoS 1 và SCADA IEC 60870-5-104 kết nối trung tâm điều độ.

VTI-TS-26 (TBR22-STE) >=1A Inductive Energy Harvesting Circuit Principle Diagram: L3, C1, C2 -> Voltage Detector -> Voltage Converter -> MCU -> Temperature Sensor (±0.2°C) & LoRa AS923 3km Antenna for 22kV-500kV High Voltage Grid — **Sơ đồ nguyên lý mạch thu năng lượng VTI-TS-26 (TBR22-STE):** Thu năng lượng từ dòng tải ≥ 1 A thông qua cuộn cảm ứng L3, bộ tụ cộng hưởng C1, C2, mạch giám sát ngưỡng điện áp Voltage Detector, bộ chuyển đổi nguồn Voltage Converter cấp điện cho MCU, đầu đo nhiệt độ (±0.2°C) và anten LoRa AS923 truyền xa 3 km trên lưới 22kV – 500kV.

1. Bảng Ánh xạ Thanh ghi Modbus TCP Register Map (Port 502, 32-bit Float Word-Swapped)

Toàn bộ giá trị đo lường được lưu dưới dạng số thực 32-bit Float (IEEE 754) trên 2 thanh ghi 16-bit liên tiếp theo cơ chế Word-Swapped (thanh ghi thứ hai chứa byte trọng số cao).

Nhóm Dữ Liệu	Địa Chỉ Thanh Ghi	Định Dạng Dữ Liệu	Cấu Trúc PointID MQTT	Mô Tả Kỹ Thuật Cho SCADA
System Information	`0 / 2 / 4 / 6`	32-bit Float (Word-Swapped)	`{ID}_Stt`	Firmware version, Hardware version, Device ID, License & Heartbeat (Uptime, RAM, % thẻ nhớ SD, trạng thái mạng).
Liquid Level (Mức dầu MBA)	`10`	32-bit Float (Word-Swapped)	Cổng Analog (`liquidSensor = 1`)	Giám sát liên tục mức chất lỏng / mức dầu máy biến áp từ xa qua cổng Analog 4-20mA (mm hoặc %).
Noise Sensor (Cảm biến Tiếng ồn)	`100 + i * 2`	32-bit Float (Word-Swapped)	`{ID}_N{slave}`	Độ ồn từ trường lõi thép máy biến áp và âm thanh phóng điện (dB) thu thập qua bus RS485 (`noiseID`).
Partial Discharge - PD (Phóng điện cục bộ)	`200 + i * 168`	84 Floats / thiết bị (Word-Swapped)	`{ID}_PD{slave}_{0..83}`	84 thông số Float chuyên sâu trên mỗi bộ đo phóng điện cục bộ PD qua RS485 (`pdID`), biểu diễn phổ pha PRPD.
PT100 Arrays (Nhiệt độ PT)	`4000 + i * 250`	32-bit Float (Word-Swapped)	`{ID}_PT{slave}_{0..N-1}`	N điểm đo nhiệt độ cuộn dây/dầu qua RS485 (`ptID`, mặc định `ptSensorNumber = 8`).
MFM384 Multifunction Meter	`9000 + i * 60`	30 Floats / đồng hồ (Word-Swapped)	`{ID}_MFM{slave}_{0..29}`	30 thông số điện năng cơ bản trên mỗi đồng hồ đa năng Selec MFM384 qua RS485 (`mfm384ID`): V, A, kW, kVA, PF, Hz.
MRJ4M Power Quality Meter	`11000 + i * 336`	168 Floats / đồng hồ (Word-Swapped)	`{ID}_MRJ{slave}_{0..167}`	168 thông số chất lượng điện năng & sóng hài trên mỗi đồng hồ MRJ4M qua RS485 (`mrj4mQuadID`): THD, sóng hài bậc cao.
Wireless Thermal Sensors (VTI-TS)	`30000 + i * 2`	32-bit Float (Word-Swapped)	Mã UUID trong mảng `uuid`	Nhiệt độ thời gian thực (°C) từ mạng cảm biến không dây VTI-TS-22 / VTI-TS-26 (hiệu chuẩn sai số qua `tempArrOfset`).
Wireless Environment Sensors	`40000 + i * 6`	3 Floats / cảm biến (Word-Swapped)	Mã UUID trong mảng `uuidEnvi`	Bộ 3 thông số môi trường trạm: Nhiệt độ môi trường (°C), Độ ẩm không khí (%RH) và Áp suất / Điểm sương.

2. Đặc tả Định dạng Giao thức MQTT Payload (QoS 1)

Đường truyền dữ liệu vi biên tin cậy cao đẩy gói tin định kỳ lên MQTT Broker, tích hợp lưu đệm vòng thẻ nhớ SD chống mất dữ liệu khi mất mạng.

MQTT Broker mặc định: aiplatform.vn (hoặc IP trạm nội bộ) | Port: 1883 (TCP) / 8883 (TLS)
Chất lượng Dịch vụ (QoS): 1 (At least once delivery)
Chu kỳ gửi (Send Interval): 180s (3 phút, tự động kích hoạt cờ Resync khi mạng phục hồi)
Cấu trúc Topic: td.thermal/bulk/str/{Marker ID}/{Device ID}

Cấu trúc Chuỗi Payload Chuẩn

*DateTime*<YYYYMMDDHHMMSS>*DataType*0*PointID*<id1;id2;...>*Data*<v1;v2;...>#

Ví Dụ Gói Tin Thực Tế

*DateTime*20261019120000*DataType*0*PointID*101;102;103;104*Data*45.2;48.6;51.0;44.8#

3. Bảng Tham chiếu Tham số Cấu hình Hệ thống (Firmware V2.0.0 - Mục 9)

Bảng thanh ghi cấu hình hoàn chỉnh thực hiện qua giao diện web cục bộ IP 192.168.27.10 hoặc đẩy từ xa qua VTI AI Platform.

Khóa Cấu Hình (Key)	Kiểu Dữ Liệu / Mặc Định	Ý Nghĩa Kỹ Thuật & Phạm Vi Cấu Hình
`deviceType`	Integer (`0` hoặc `1`)	Chế độ Gateway: `0` = Master (đẩy dữ liệu Cloud/SCADA), `1` = Slave (thu gom cụm chuyển tiếp về Master).
`markerID`	String	Mã định danh trạm biến áp / nhà máy trên VTI AI Platform (ví dụ: `TBA_22KV_AOHAI`).
`deviceID`	String	Mã định danh duy nhất của thiết bị Gateway trong cây phân cấp tài sản.
`mqttIP`	String (`aiplatform.vn`)	Địa chỉ tên miền hoặc IP tĩnh máy chủ MQTT Broker tiếp nhận dữ liệu.
`mqttPort`	Integer (`1883`)	Cổng dịch vụ MQTT (1883 cho TCP chuẩn, 8883 cho MQTT bảo mật qua TLS).
`modbusTCPPort`	Integer (`502`)	Cổng dịch vụ Modbus TCP Server tích hợp sẵn cho SCADA / DCS trạm kết nối.
`modbusTimeout`	Integer (`3600`)	Thời gian chờ kết nối Modbus TCP (giây), duy trì phiên kết nối an toàn với Master SCADA.
`uuid`	Array of Strings	Danh sách các mã UUID (12 ký tự hex) của cảm biến nhiệt độ không dây VTI-TS-22 và VTI-TS-26 gán vào Gateway (hỗ trợ cấp phát động tới 5,000 khe).
`uuidEnvi`	Array of Strings	Danh sách các mã UUID của cảm biến môi trường (nhiệt độ, độ ẩm trạm).
`tempArrOfset`	Array of Floats	Mảng giá trị dịch bù hiệu chuẩn nhiệt độ (°C) cho từng cảm biến đo để triệt tiêu sai số lắp đặt thực tế.
`liquidSensor`	Integer (`0` hoặc `1`)	Kích hoạt thu thập cảm biến mức chất lỏng / mức dầu MBA qua cổng Analog (`1` = enable, `0` = disable).
`mfm384ID`	Array of Integers	Mảng địa chỉ Slave ID (1..247) cho các đồng hồ đa năng Selec MFM384 qua bus RS485.
`mrj4mQuadID`	Array of Integers	Mảng địa chỉ Slave ID (1..247) cho các đồng hồ phân tích chất lượng điện MRJ4M qua RS485.
`pdID`	Array of Integers	Mảng địa chỉ Slave ID (1..247) cho các module đo phóng điện cục bộ cao tần PD qua RS485.
`ptID`	Array of Integers	Mảng địa chỉ Slave ID (1..247) cho các module đo nhiệt độ điện trở PT100 qua RS485.
`noiseID`	Array of Integers	Mảng địa chỉ Slave ID (1..247) cho các cảm biến tiếng ồn phát hiện phóng điện qua RS485.
`rtuBaudRate`	Integer (`9600`)	Tốc độ truyền thông RS485 Modbus RTU, mặc định 9600 bps (cấu hình 8 data bits, no parity, 1 stop bit - 8N1).
`ptSensorNumber`	Integer (`8`)	Số lượng kênh cảm biến PT100 trên mỗi module phần cứng mở rộng (mặc định 8 kênh).
`selfWifiSSID`	String (`VTI_GW22-XXXX`)	Tên mạng WiFi Access Point phát nội bộ để kỹ sư hiện trường kết nối cấu hình cục bộ; địa chỉ IP tĩnh quản trị là `192.168.27.10`.
`sensorScanTime`	Float (`0.76s`)	Thời gian mở cửa sổ vô tuyến quét và thu thập gói tin từ cảm biến không dây VTI-TS (0.76 giây).
`sleepTime`	Float (`0.49s`)	Thời gian nghỉ ngủ năng lượng thấp giữa các chu kỳ quét cảm biến (0.49 giây) tối ưu công suất và giảm nghẽn RF.
`mqttSendInterval`	Integer (`180s`)	Chu kỳ đóng gói và đẩy dữ liệu lên MQTT Broker (180 giây = 3 phút). Tự động kích hoạt cờ `Resync` khi mạng phục hồi.
`waPhone`	String	Danh sách số điện thoại nhận thông báo khẩn cấp qua ứng dụng WhatsApp.
`waApiKey`	String	Khóa API Key tích hợp CallMeBot API gửi cảnh báo WhatsApp tự động (tối đa 6 cảm biến/tin nhắn, rate limit 15 phút/lần).

4. Quy trình Xử lý Sự cố Kỹ thuật Hiện trường (Firmware V2.0.0 - Mục 10)

Hướng dẫn xử lý các tình huống lỗi kỹ thuật thường gặp khi triển khai và vận hành hệ thống Gateway GW22.

4.1. Mất kết nối Cấu hình Cục bộ qua WiFi Access Point

Kiểm tra đèn LED nguồn Power trên Gateway: LED sáng xanh ổn định báo hiệu nguồn cấp 12V–24V DC đạt chuẩn. Nếu không tìm thấy SSID VTI_GW22-XXXX, nhấn giữ nút cấu hình CFG trong 3 giây để kích hoạt phát lại Access Point. Kết nối vào WiFi và truy cập địa chỉ IP tĩnh http://192.168.27.10/ (tắt VPN và Proxy trên máy tính).

4.2. Kiểm tra Gói tin Heartbeat Định kỳ {ID}_Stt

Subscribe topic MQTT {ID}_Stt để kiểm tra: Uptime (thời gian hoạt động liên tục), Free RAM (phải đạt > 20%), tỷ lệ sử dụng thẻ nhớ SD_Usage (nếu >95% cần format lại định dạng FAT32), và chỉ số sóng 4G LTE CSQ (yêu cầu từ 12 đến 31; nếu CSQ < 10 cần lắp ăng-ten nối dài đưa ra ngoài vỏ tủ trạm).

4.3. Kiểm tra Cổng Modbus TCP Server (Port 502)

Nếu SCADA Master đọc giá trị nhiệt độ hoặc công suất bị sai lệch (dạng số NaN, số âm vô lý hoặc số mũ cực đại): Dữ liệu Modbus TCP của Gateway lưu theo chuẩn 32-bit Float Word-Swapped. Cần cấu hình Master sang chế độ "Word Swap" hoặc "Byte Swap" (Little-Endian with Byte Swap). Đảm bảo cổng 502 không bị tường lửa LAN trạm chặn và modbusTimeout >= 3600s.

4.4. Kiểm tra Bus Truyền thông RS485 (PD, PT, MFM384, MRJ4M, Noise)

Xác minh tốc độ baud rtuBaudRate = 9600 bps (8N1). Đảm bảo không có thiết bị nào bị trùng lặp Slave ID trên cùng tuyến cáp. Đo điện áp vi sai giữa dây A và B (phải từ 2V đến 6V DC). Bắt buộc đấu nối điện trở kết thúc đường truyền 120 Ohm tại 2 đầu mút và tiếp địa chống sét van Surge Protection.

4.5. Cơ chế Lưu đệm Thẻ nhớ SD và Tự động Resync Dữ liệu

Khi mất kết nối 4G LTE hoặc Ethernet kéo dài, Gateway tự động chuyển sang chế độ ghi lưu đệm vào thẻ nhớ MicroSD. Khi mạng phục hồi, cờ Resync tự động bật, tuần tự đẩy toàn bộ dữ liệu lịch sử bù lên máy chủ aiplatform.vn:1883 song song với luồng thời gian thực. Sau khi hoàn tất, Gateway phát bản tin Resync_Done và trở về chu kỳ phát chuẩn 180s.