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嵌入式Linux工业自动化网关工控网关协议集成实战

共计 30 章节

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工业自动化网关概述

什么是工业网关 · 网关在工业4.0中的角色 · 主流工控协议概览（Modbus

工业自动化网关概…什么是工业网关

嵌入式Linux开发环境搭建

交叉编译工具链安装 · TFTP/NFS服务配置 · U-Boot与内核编译基础

硬件平台选型与接口

主流ARM Cortex-A系列处理… · STM32MP1） · 以太网口

硬件平台选型接口

Linux内核与设备树

内核裁剪与编译 · 设备树（Device Tree）语法… · 添加自定义外设驱动

根文件系统构建

Busybox构建最小根文件系统 · Yocto/OpenEmbedded… · Buildroot实战

根文件系统构建Busybox

Modbus协议详解与实现

Modbus RTU/ASCII/T… · Libmodbus库移植与编程 · 主站/从站模式实现

Modbus协议详解

Profinet协议基础

Profinet IO设备与控制器模… · RT/IRT通信机制 · Linux下的Profinet协议栈…

Profinet协议基础

EtherNet/IP协议集成

CIP对象模型 · 隐式/显式报文 · 基于libplc的EtherNet/…

EtherNet/IP协议集成

OPC UA协议集成

OPC UA信息模型 · 客户端/服务器架构 · open62541库移植与数据建模

MQTT协议与云平台对接

MQTT Broker搭建（Mosq… · Paho MQTT C库移植 · JSON数据封装与阿里云/华为云对接

多协议并发处理架构

多线程/多进程模型 · epoll事件驱动 · 协议优先级调度策略

多协议并发处理架…多线程

数据采集与边缘计算

基于sysfs与libgpiod的I… · ADC数据读取 · 轻量级边缘计算（eKuiper规则引…

数据采集边缘计算

协议转换引擎设计

内部数据总线（Ring Buffer… · 协议适配器模式 · 动态加载协议插件

协议转换引擎设计Ring

Web配置管理界面

GoAhead/Lighttpd嵌入… · CGI与AJAX交互 · JSON-RPC配置接口

Web配置管理界面

网络安全与VPN

OpenSSL证书管理 · TLS加密通信 · WireGuard VPN隧道配置

VPN网络安全

日志系统与远程诊断

Syslog-ng集中日志 · ELK栈轻量化（Filebeat） · 远程SSH隧道与端口转发

日志系统远程诊断

固件升级与OTA

双分区（A/B）升级策略 · SWUpdate工具集成 · HTTPS安全下载与校验

OTA固件升级

实时性优化

PREEMPT_RT内核补丁 · 中断线程化 · 内存锁定与CPU亲和性

实时性优化PREEMPT

性能测试与基准

LatencyTOP延迟分析 · iperf网络吞吐测试 · Modbus响应时间基准

性能测试基准

Modbus TCP转Profinet实战

协议帧解析 · 状态机设计 · 数据映射表

OPC UA聚合服务器

聚合多个Modbus从站数据 · 统一信息模型 · 历史数据存储

MQTT网关与边缘规则引擎

采集Modbus数据 · 规则过滤 · MQTT发布与云端同步

EtherNet/IP转Modbus RTU网关

CIP对象映射 · 数据缓冲区管理 · 串口DMA优化

EtherNet/IPModbus

Profinet IRT与运动控制同步

等时同步模式 · PROFIdrive行规 · 位置数据实时转发

多协议数据融合与可视化

InfluxDB时序数据库 · Grafana仪表板 · Node-RED低代码流编排

多协议数据融合可视化

容器化部署

Docker/Podman嵌入式适配 · docker-compose编排网关… · 镜像瘦身

容器化部署Docker/Podma…

工业冗余与高可用

PRP/HSR冗余协议 · 双机热备（Keepalived） · 链路聚合

工业冗余高可用

功能安全基础

IEC 61508 SIL2/3概念 · 看门狗与CRC校验 · 安全状态机

功能安全基础IEC

现场总线诊断与抓包

Wireshark协议分析 · tshark命令行抓包 · Modbus异常码分析

现场总线诊断抓包

综合智能网关：需求分析 · 架构设计 · 协议集成

项目实战综合智能网关