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边缘计算网关：厂务PLC数据采集与本地处理流程

共计 30 章节

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边缘计算概述

边缘计算的定义 · 与云计算的区别 · 在工业4.0中的角色

边缘计算概述边缘计算的定义

厂务系统介绍

厂务监控系统（FMCS）组成 · 常见PLC品牌（西门子 · 三菱

厂务系统介绍FMCS

边缘计算网关硬件选型

CPU选型 · 内存与存储 · 工业级防护（IP等级

边缘计算网关硬件…CPU

操作系统与运行环境

Linux系统裁剪 · Docker容器化部署 · 实时内核（RT-Preempt）配置

操作系统运行环境

PLC通信协议基础

Modbus RTU/TCP协议帧结… · 寄存器地址映射 · 功能码详解

PLC通信协议基础

西门子S7协议解析

S7通信原理 · TSAP参数 · ISO-on-TCP封装

三菱MC协议解析

MC协议3E帧格式 · 以太网通信 · 批量读写指令

OPC UA在边缘的应用

OPC UA信息模型 · 客户端/服务器架构 · 边缘节点作为OPC UA聚合器

数据采集引擎设计

轮询调度算法 · 超时重试机制 · 多线程/异步IO并发采集

数据采集引擎设计轮询调度算法

数据解析与标准化

原始字节流解析 · 数据类型转换（Int/Float/B… · 统一时间戳对齐

数据解析标准化

本地数据存储选型

时序数据库（InfluxDB/ Ti… · SQLite轻量存储 · 环形缓冲区设计

本地数据存储选型InfluxDB

边缘数据处理规则引擎

基于规则的条件触发（阈值告警） · 数据过滤与清洗 · 聚合计算（均值/峰值）

边缘数据处理规则…基于规则的条件触…

本地边缘计算任务

实时统计（OEE计算） · 趋势预测（简单线性回归） · 异常检测（3σ原则）

本地边缘计算任务OEE

边缘-云同步机制

MQTT协议发布/订阅 · QoS等级选择 · 断线缓存与重连策略

边缘云同步机制

数据安全与加密

TLS/SSL通信加密 · PLC访问白名单 · 本地数据脱敏存储

数据安全加密

网关远程管理

SSH安全登录 · Web管理界面设计 · OTA固件升级流程

网关远程管理SSH

日志与监控系统

本地日志分级（Info/Warn/E… · Prometheus指标暴露 · Grafana看板集成

日志监控系统

高可用与冗余设计

主备切换机制 · 心跳检测 · 数据双写与去重

高可用冗余设计

Modbus TCP采集实战

使用Python pymodbus库…

S7协议采集实战

使用python-snap7库读取西…

S7协议采集实战

OPC UA采集实战

使用opcua-asyncio库连接…

数据写入InfluxDB实战

使用influxdb-client库…

InfluxDB数据写入

规则引擎实现实战

基于Python的简单规则引擎 · 实现温度超限告警

规则引擎实现实战Python

MQTT数据上云实战

使用paho-mqtt库发布JSON…

MQTT数据上云实战

边缘计算任务实战

在网关上运行Python脚本计算设备…

边缘计算任务实战Python

Docker部署网关应用

编写Dockerfile · docker-compose编排多服… · 存储

Docker部署网关应用

采集线程数优化 · 内存占用分析 · CPU亲和性设置

性能调优采集线程数优化

故障排查与调试

Wireshark抓包分析PLC通信 · strace系统调用跟踪 · gdb调试

故障排查调试

半导体厂务水系统数据采集 · 边缘计算实现水质实时监控

案例半导体厂务水系统…

汽车涂装车间能源管理 · 边缘端能耗分项计量与本地展示

案例汽车涂装车间能源…