01
边缘计算概述
定义 · 与云计算区别 · 工业物联网价值 · 预测性维护/实时控制/数据预处理
概念架构
02
边缘网关硬件选型
树莓派/Jetson Nano/x86工控机/ARM Cortex-A · CPU/内存/GPIO · 工业级vs消费级
硬件选型
03
操作系统与基础环境
Ubuntu/Debian/Yocto · 系统裁剪 · SSH · 静态IP/DNS
Linux网络
04
边缘网关软件架构
分层架构 · KubeEdge/EdgeX Foundry/Azure IoT Edge · 设计原则
架构框架
05
数据采集协议(一) Modbus
Modbus TCP/RTU · pymodbus库 · 坑点与调试技巧
ModbusPython
06
数据采集协议(二) OPC UA
OPC UA基础 · opcua-asyncio连接PLC · 安全认证与证书
OPC UA安全
07
数据采集协议(三) MQTT
发布/订阅 · QoS · paho-mqtt · Mosquitto搭建
MQTTBroker
08
数据采集协议(四) S7comm
西门子PLC · python-snap7 · Profinet/EtherCAT简介
S7工业以太网
09
传感器数据接入
ADC/GPIO · I2C/SPI · periphery库
传感器总线
10
数据预处理与清洗
去重 · 异常检测(3σ/IQR) · 缺失值 · 移动平均/中值滤波
清洗平滑
11
边缘端数据存储
SQLite/InfluxDB · 时序建模 · 保留策略 · 性能优化
数据库时序
12
边缘端数据分析
流处理 · 规则引擎 · TensorFlow Lite部署
分析ML
13
边缘-云协同架构
数据同步策略 · 断网续传 · RESTful/gRPC API
协同API
14
边缘网关安全(一)
身份认证 · TLS/SSL · 防火墙 · 端口安全
安全加密
15
边缘网关安全(二)
OTA固件更新 · 安全启动 · Snort/Suricata · 日志审计
固件IDS
16
容器化部署
Docker/Dockerfile · Compose · 资源限制 · Harbor
Docker编排
17
边缘网关远程管理
SSH隧道 · Flask+Vue.js管理界面 · ELK轻量版 · 批量配置
远程Web
18
边缘网关性能优化
Prometheus+Node Exporter · cProfile · asyncio
监控异步
19
边缘网关高可用设计
主备切换 · Nginx负载均衡 · 数据冗余 · 故障自恢复
高可用容错
20
实战项目一：环境监测网关
温湿度+树莓派 · Modbus RTU · MQTT上传 · Web仪表盘
实战环境
21
实战项目二：预测性维护
振动采集 · FFT频谱 · ONNX异常检测 · 钉钉/微信告警
预测告警
22
实战项目三：PLC数据汇聚
多品牌PLC · 协议转换(Modbus↔OPC UA) · 路由过滤
PLC协议转换
23
实战项目四：视频分析网关
RTSP/RTMP接入 · OpenCV · YOLOv5 · 结果上传/存储
视频AI
24
边缘网关固件开发
Buildroot/Yocto · 根文件系统裁剪 · 内核模块 · 设备树
固件嵌入式
25
边缘网关OTA升级
全量/差分/AB分区 · SWUpdate · 回滚 · 进度监控
OTA升级
26
边缘网关测试与认证
单元/集成测试 · 吞吐量/延迟 · 环境测试 · CE/FCC
测试认证
27
边缘网关日志与监控
JSON日志 · 分级轮转 · Grafana+Prometheus · 告警规则
日志监控
28
边缘网关与数字孪生
数字孪生概念 · Eclipse Ditto/ThingWorx · 数据映射同步
数字孪生开源
29
边缘网关与5G融合
5G特性 · Quectel RM500Q · 网络切片 · 5G专网
5G模组
30
边缘网关未来趋势
边缘AI芯片 · Serverless · K3s/MicroK8s · LF Edge生态
趋势云原生