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厂务数据上云：传感器配置与边缘网关数据转发调试

共计 30 章节

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课程导论与厂务数据上云概述

介绍厂务数据上云的背景 · 价值 · 整体架构（感知层

课程导论厂务数据上云概述

常见厂务传感器类型与选型

温度 · 湿度 · 压力

常见厂务传感器类…选型

传感器接口与信号类型

模拟量（4-20mA · 10V） · 数字量（RS485/Modbus R…

传感器接口信号类型

传感器安装与布线规范

安装位置选择 · 防护等级（IP等级） · 屏蔽线缆与接地要求

传感器安装布线规范

传感器参数配置基础

使用调试软件（如Modbus Pol… · 配置量程 · 偏移量

传感器参数配置基…Modbus

边缘网关硬件介绍

主流边缘网关（如树莓派 · 工业网关）的CPU · 内存

边缘网关硬件介绍主流边缘网关

边缘网关操作系统与基础环境

Linux系统安装（Ubuntu/D… · 网络配置 · SSH远程登录

边缘网关操作系统基础环境

边缘网关上的Modbus RTU主站搭建

使用Python的 minimalm…

边缘网关上的Modbus TCP从站搭建

使用 pymodbus 库将传感器数…

传感器数据采集脚本编写

Python脚本实现定时轮询 · 数据校验（CRC） · 异常重试机制

传感器数据采集脚…Python

数据清洗与预处理

缺失值处理 · 异常值过滤（滑动平均 · 中值滤波）

数据清洗预处理

边缘网关本地数据存储

使用SQLite数据库存储历史数据 · 表结构设计与批量插入优化

边缘网关本地数据…SQLite

MQTT协议基础

MQTT发布/订阅模型 · 主题（Topic）设计 · QoS等级

MQTT协议基础

边缘网关MQTT客户端实现

使用 paho-mqtt 库将传感器…

MQTT边缘网关

云平台MQTT Broker搭建与配置

使用EMQX或Mosquitto · 配置认证 · TLS加密

数据上云JSON格式设计

设计标准化的JSON Payload · 包含设备ID · 时间戳

JSON数据上云

云平台数据接收与解析

使用Node-RED或Python… · 解析并存入时序数据库（InfluxD…

云平台数据接收Node-RED

边缘网关与云平台双向通信

云平台下发控制指令（如修改采集频率） · 边缘网关执行并反馈

边缘网关云平台双向通信

边缘网关远程管理与OTA升级

使用SSH隧道 · Web界面或MQTT远程配置 · 实现固件OTA升级流程

OTA边缘网关远程管理

网络安全与数据加密

TLS/SSL证书配置 · VPN隧道 · 防火墙规则

网络安全数据加密

边缘网关断网续传机制

本地缓存数据（SQLite/CSV） · 网络恢复后按时间戳补传 · 避免数据丢失

边缘网关断网续传…SQLite/CSV

传感器校准与数据质量保证

定期校准流程 · 传感器漂移检测 · 数据质量标签（Good/Bad/Un…

传感器校准数据质量保证

多传感器数据融合与边缘计算

在网关上实现简单的数据融合（如加权平… · 减少上传数据量

多传感器数据融合边缘计算

边缘网关日志与监控

使用Prometheus + Nod… · 日志集中收集（Loki）

边缘网关日志监控

厂务数据可视化大屏设计

使用Grafana连接InfluxD… · 设计实时仪表盘 · 展示温度

厂务数据可视化大…Grafana

告警规则与通知

在Grafana或云平台设置阈值告警 · 通过邮件 · 钉钉

告警规则通知

案例实战一

空调系统温湿度数据上云

案例实战一空调系统温湿度数…

案例实战二

空压机压力与流量数据上云 · 边缘计算 · 断网续传

案例实战二空压机压力

案例实战三

洁净室颗粒物与压差监测：多传感器融合 · 告警联动 · 远程配置

案例实战三洁净室颗粒物

课程总结与未来展望

边缘智能 · 数字孪生 · AI预测性维护在厂务中的应用趋势

课程总结未来展望