📘 工业物联网网关 & SCADA 互联

30章 · 从入门到实战
🧩 30 章节 ⚡ 案例实战 🛡️ 安全 & 标准
01 工业物联网网关概述
定义、核心功能、在智能制造中的定位。
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02 SCADA系统基础
SCADA架构、数据采集原理、人机界面(HMI)概念。
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03 网关硬件选型
主流工业网关芯片(ARM/x86)、接口类型、环境适应性。
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04 通信协议解析(上)
Modbus RTU/TCP协议原理、数据帧结构、地址映射。
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05 通信协议解析(下)
OPC UA协议、MQTT协议、Profibus/Profinet对比。
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06 网关固件开发环境搭建
交叉编译工具链、Linux嵌入式系统裁剪、Yocto/Buildroot。
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07 数据采集驱动开发
基于Linux的串口驱动、Socket编程、GPIO中断处理。
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08 Modbus主站/从站实现
libmodbus库应用、多线程轮询、异常处理机制。
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09 OPC UA服务器部署
open62541库集成、地址空间建模、安全策略配置。
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10 MQTT客户端开发
Eclipse Paho库使用、QoS等级选择、遗嘱消息机制。
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11 数据预处理与边缘计算
数据滤波算法(中值/均值)、异常值检测、本地存储(SQLite)。
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12 南北向通信设计
北向(云端)与南向(设备)数据流设计。
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13 SCADA数据接口开发
OPC DA/HDA、ODBC/JDBC数据库桥接。
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14 HMI画面设计与数据绑定
Web组态技术(Node-RED)、实时数据刷新机制。
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15 报警与事件管理
报警优先级定义、事件溯源、短信/邮件通知集成。
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16 历史数据存储与趋势分析
时序数据库(InfluxDB)集成、数据压缩策略。
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17 网络安全实践
TLS/SSL加密通信、防火墙规则、用户权限管理(RBAC)。
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18 网关远程运维
SSH隧道、VPN组网、OTA固件升级策略。
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19 冗余与高可用设计
双机热备、链路冗余(PRP/HSR)、数据断点续传。
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20 系统集成测试
硬件在环(HIL)测试、协议一致性测试、压力测试。
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21 案例实战(一)
基于树莓派的Modbus TCP网关搭建。
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22 案例实战(二)
基于RK3568的OPC UA聚合服务器。
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23 案例实战(三)
MQTT网关连接阿里云IoT平台。
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24 案例实战(四)
SCADA系统对接西门子S7-1200 PLC。
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25 案例实战(五)
多协议转换网关(Modbus转OPC UA)。
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26 性能优化
数据吞吐量调优、内存泄漏排查、实时性保障(RT-Linux)。
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27 故障排查方法论
抓包分析(Wireshark)、日志分级、常见问题库。
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28 标准与规范
IEC 62443工控安全标准、GB/T 36377-2018解读。
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29 未来趋势
5G+TSN确定性网络、AI边缘推理、数字孪生集成。
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30 课程总结与项目答辩
知识体系回顾、最佳实践分享、职业发展建议。
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