流程自动化 & 边缘计算融合实战

📘 30章 · 动手学
01边缘计算基础
边缘计算定义、核心价值、与传统云计算对比、典型应用场景(工业物联网、智能制造)。
02流程自动化基础
流程自动化概念、RPA与IPA区别、工作流引擎介绍、自动化在制造业中的角色。
03融合架构设计
边缘-云协同架构、数据流设计原则、延迟与带宽权衡、离线自治能力设计。
04边缘节点部署
硬件选型(树莓派、NVIDIA Jetson、工业PC)、操作系统裁剪、Docker容器化部署。
05轻量级消息协议
MQTT协议详解、Sparkplug B规范、OPC UA over MQTT、数据模型设计。
06边缘数据采集
PLC数据采集(Modbus TCP/RTU)、传感器数据接入、视频流拉取与预处理。
07边缘数据处理
数据清洗、异常检测、时间序列聚合、本地规则引擎(Node-RED)。
08工作流编排
Node-RED流程设计、状态机与事件驱动、条件分支与循环、错误处理与重试。
09边缘AI推理
模型轻量化(TensorFlow Lite、ONNX Runtime)、本地推理部署、结果回传机制。
10数字孪生基础
数字孪生概念、资产模型构建、实时同步机制、边缘侧轻量级孪生。
11边缘存储策略
本地时序数据库(InfluxDB、TDengine)、文件缓存、断网续传机制。
12安全与权限
边缘设备身份认证、TLS加密通信、访问控制列表、安全启动与固件签名。
13远程管理与OTA
设备注册与发现、配置下发、固件OTA升级、日志远程采集。
14边缘监控与告警
Prometheus + Node Exporter、自定义告警规则、告警推送(钉钉/微信)。
15自动化测试框架
pytest在边缘场景的应用、模拟器与硬件在环测试、持续集成流水线。
16案例:智能产线数据采集
从PLC到边缘节点的完整数据管道搭建。
17案例:预测性维护
振动传感器数据采集、边缘FFT分析、异常阈值告警。
18案例:视觉质检
摄像头接入、YOLO模型边缘部署、缺陷分类与上报。
19案例:能源管理
电表数据采集、边缘能耗聚合、峰谷策略自动执行。
20案例:物流分拣
RFID读取、边缘逻辑判断、分拣指令下发。
21案例:环境监控
温湿度传感器、边缘规则引擎、通风设备自动控制。
22案例:设备联动
多设备状态感知、边缘协同逻辑、跨节点工作流。
23案例:数据上云策略
边缘聚合、压缩、加密、MQTT Bridge到云端。
24案例:边缘高可用
主备切换、心跳检测、数据冗余存储。
25案例:边缘容器编排
K3s轻量级Kubernetes、Pod部署、服务发现。
26案例:边缘函数计算
WebAssembly运行时、函数触发、无服务器边缘。
27案例:边缘数据库同步
CouchDB P2P同步、SQLite合并策略。
28案例:边缘API网关
Kong网关边缘部署、路由限流、鉴权。
29案例:边缘日志分析
Fluentd采集、本地ELK Stack、日志可视化。
30总结与展望
边缘自动化趋势、云边端一体化、未来技能图谱。