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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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01
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
02
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
03
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
04
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
05
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
06
西门子S7协议解析
S7通信原理 · TSAP参数 · ISO-on-TCP封装
S7西门子
07
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
MC三菱
08
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
OPCUA
09
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
10
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
11
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
12
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…
13
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
14
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
15
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
16
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
17
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
18
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
19
Modbus TCP采集实战
使用Python pymodbus库…
ModbusTCP
20
S7协议采集实战
使用python-snap7库读取西…
S7协议采集实战
21
OPC UA采集实战
使用opcua-asyncio库连接…
OPCUA
22
数据写入InfluxDB实战
使用influxdb-client库…
InfluxDB数据写入
23
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
24
MQTT数据上云实战
使用paho-mqtt库发布JSON…
MQTT数据上云实战
25
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
26
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
27
性能调优
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
28
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
29
案例
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…
30
案例
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…