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边缘网关串口设备接入与遥测数据解析教程

共计 30 章节

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边缘网关的定义 · 在物联网中的角色 · 串口设备接入的典型场景

课程导入边缘网关的定义

串口通信基础

RS-232/RS-485/RS-4… · 通信距离 · 接线方式

串口通信基础RS-232/RS-48…

串口参数配置

波特率 · 数据位 · 停止位

串口参数配置波特率

边缘网关硬件接口

常见边缘网关的串口类型（DB9 · 端子 · RJ45转串口）

边缘网关硬件接口DB9

操作系统串口编程基础

Linux下串口设备文件（ttyS0 · ttyUSB0） · 使用stty命令配置串口

操作系统串口编程…Linux

Python串口编程入门

使用pyserial库打开串口 · 读写数据 · 设置超时

Python串口编程入门

C/C++串口编程入门

使用termios结构体配置串口 · open/read/write系统调… · 非阻塞模式与多线程读取

C/C++串口编程入门

串口数据帧结构解析

常见帧格式（起始符 · 地址码 · 功能码

串口数据帧结构解…常见帧格式

校验算法详解

奇偶校验 · LRC校验 · CRC16/CRC32校验的原理与P…

校验算法详解奇偶校验

Modbus RTU协议解析

Modbus RTU帧结构 · 功能码（03 · 04

Modbus ASCII协议解析

Modbus ASCII帧格式 · LRC校验 · 与RTU的区别

自定义二进制协议解析

设计自定义协议的原则 · 字节序（大端/小端） · 位域操作

自定义二进制协议…设计自定义协议的…

文本型协议解析

以NMEA 0183（GPS）为例 · 解析逗号分隔的ASCII数据 · 校验和计算

文本型协议解析NMEA

遥测数据模型设计

遥测数据的类型（温度 · 湿度 · 电压

遥测数据模型设计遥测数据的类型

数据解析与转换

原始字节到物理量的转换（线性变换 · 查表法 · 缩放因子）

数据解析转换

边缘网关数据采集架构

串口数据采集模块 · 解析模块 · 缓存模块

边缘网关数据采集…串口数据采集模块

多串口并发采集

使用多线程或多进程管理多个串口设备 · 线程安全 · 资源竞争

多串口并发采集使用多线程或多进…

串口数据缓存与断包处理

环形缓冲区设计 · 粘包与半包问题 · 基于超时或帧头帧尾的组帧策略

串口数据缓存断包处理

边缘计算与本地决策

在网关上进行数据过滤 · 阈值告警 · 简单逻辑判断

边缘计算本地决策

遥测数据上云协议

MQTT · HTTP · CoAP等协议在边缘网关中的应用

遥测数据上云协议MQTT

使用paho-mqtt发布遥测数据 · 配置QoS · 保留消息

案例实战一

温湿度传感器接入——基于Modbus… · 解析并上报至MQTT Broker

案例实战一Modbus

案例实战二

智能电表接入——解析DL/T645协… · 计算电压 · 电流

案例实战二DL/T645

案例实战三

GPS定位设备接入——解析NMEA… · 提取经纬度 · 速度

案例实战三GPS

案例实战四

多设备混合接入——同时接入多个不同协… · 统一数据模型并上报

案例实战四多设备混合接入

常见问题排查

串口无数据 · 乱码 · 校验错误

常见问题排查串口无数据

调试工具使用

串口调试助手 · minicom · tcpdump

调试工具使用串口调试助手

性能优化与稳定性

降低CPU占用 · 批量读取 · 异常重连

性能优化稳定性

安全与权限管理

串口设备访问权限 · 数据加密传输 · 设备认证

安全权限管理

综合项目实战

从零搭建一个边缘网关串口遥测系统 · 包括硬件连接 · 协议解析

综合项目实战从零搭建一个边缘…