⚙️ 设备联网与IO采集
老旧设备改造实战
📚 30章 · 从入门到项目
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📖 共30讲
1
课程导论与行业背景
核心
为什么老旧设备联网是刚需？IO采集与转换的核心价值。
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2
IO信号基础
必修
数字量（DI/DO）与模拟量（AI/AO）的区别与典型应用场景。
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3
老旧设备接口识别
如何看懂老设备的接线图？RS232、RS485、TTL电平识别。
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4
数字量输入（DI）采集原理
干接点与湿接点、光耦隔离、电平检测电路。
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5
数字量输出（DO）控制原理
继电器输出、晶体管输出、固态继电器（SSR）选型。
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6
模拟量输入（AI）采集原理
4-20mA电流环、0-10V电压信号、ADC分辨率与精度。
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7
模拟量输出（AO）控制原理
DAC转换、PWM转模拟量、V/I变换电路。
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8
常用IO采集模块选型
Modbus RTU模块、以太网IO模块、无线IO模块（LoRa/4G）。
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9
Modbus协议详解（上）
Modbus RTU帧结构、功能码（01/02/03/04/05/06/0F/10）。
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10
Modbus协议详解（下）
CRC校验计算、地址映射、多寄存器读写实战。
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11
Python实现Modbus RTU主站
使用 minimalmodbus 库读取DI/DO/AI/AO。
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12
Python实现Modbus TCP主站
使用 pymodbus 库进行远程IO采集。
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13
数据采集程序架构设计
轮询策略、超时处理、错误重试、日志记录。
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14
数据转换与标定
模拟量到物理量的线性变换（如4-20mA对应0-100℃）。
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15
数据存储方案
CSV文件存储、SQLite数据库存储、时序数据库（InfluxDB）入门。
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16
数据可视化基础
使用Matplotlib绘制实时曲线、仪表盘。
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17
Web可视化方案
Flask + ECharts 搭建简易IO监控页面。
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18
老旧设备改造案例（一）
老式车床的DI/DO采集与状态监控。
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19
老旧设备改造案例（二）
恒温箱的AI/AO采集与PID控制对接。
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20
老旧设备改造案例（三）
多台RS485仪表通过Modbus轮询采集。
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21
无线采集方案
LoRa模块点对点通信、4G DTU远程数据上报。
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22
边缘计算与本地处理
在树莓派上运行IO采集程序，实现本地告警。
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23
MQTT协议与云平台对接
将IO数据发布到阿里云IoT / 腾讯云IoT。
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24
数据安全与设备防护
隔离、浪涌保护、防反接、看门狗设计。
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25
系统可靠性设计
双机热备、断网续传、数据补采机制。
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26
调试工具与技巧
串口助手、Modbus Poll、逻辑分析仪抓包。
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27
常见故障排查
通信超时、数据错位、信号干扰、电源不足。
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28
项目文档与交付
接线图绘制、配置文件说明、用户手册编写。
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29
课程总结与进阶路径
从IO采集到SCADA系统、工业物联网平台。
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30
综合实战
🚀 项目
从零搭建一套老旧设备联网IO采集与转换系统（完整项目）。
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