工业数据采集与边缘服务（中级）

本书较为全面地介绍工业数据采集与边缘服务的相关知识技能，涵盖工业数据采集与边缘服务（中级）的职业技能要求。本书分上、下两篇，共8 章，包括工业数据采集与边缘服务简介、工业数据采集与边缘服务平台介绍、工业数据采集、工业通信协议、边缘侧数据采集、边缘服务通信服务开发部署、边缘服务数据存储服务开发部署、边缘服务接口服务部署应用等。书中还提供10 个实训，读者通过练习和操作实践，可以巩固所学的内容。 本书是“1+X”职业技能等级证书——工业数据采集与边缘服务（中级）的培训认证配套用书，也可以作为工业互联网相关专业实训教材，适合工业互联网从业人员自学使用。

廖永红，广东轻工职业技术学院信息技术学院院长，兼任广东省产教融合促进会教育信息化专业委员会主任委员，中国现代产业学院创新平台工业互联网专委会主任委员、广东省工业互联网产教融合联盟专家组成员。曾获科学技术进步获2项、授权发明专利13项、实用新型专业10项，主持工业互联网领域项目：省重点领域专项《基于工业大数据的产教融合空间技术体系》、《佛山市互联网+喷印制造工程技术研究中心》，主持《智慧校园平台建设规范团体标准》、《智慧课室建设规范团体标准》研制。

上篇 基础知识...................................... 1 第　1 章 工业数据采集与边缘服务简介....　2 第　2 章 工业数据采集与 边缘服务平台介绍....................　5 2.1　平台结构.......................................　5 2.2　平台工作站...................................　6 2.2.1　能耗监控工作站.....................7 2.2.2　生产车间工作站.....................9 2.2.3　仓储管理工作站...................10 2.2.4　物流调度工作站...................12 2.3　数据采集卡.................................　13 2.3.1　Wi-Fi 数据采集卡................14 2.3.2　网关数据采集卡...................15 2.3.3　LoRa 数据采集卡..................17 第3　章 工业数据采集.........................　19 3.1　数据采集.....................................　19 3.1.1　基本概念...............................19 3.1.2　工业数据采集简介...............19 3.2　工业通信.....................................　21 3.2.1　现场总线...............................21 3.2.2　工业以太网...........................21 3.2.3　工业无线...............................21 第4　章 工业通信协议.........................　22 4.1　Modbus 通信协议.......................　22 4.1.1　串行通信...............................22 4.1.2　通信标准...............................24 4.1.3　Modbus ...................................26 4.2　Wi-Fi 通信协议..........................　30 4.2.1　无线通信...............................30 4.2.2　工业无线技术应用...............31 4.2.3　Wi-Fi 技术简介....................31 4.3　LoRa 通信协议............................32 4.3.1　LoRa 简介..............................　32 4.3.2　LoRa 技术应用......................　33 4.3.3　LoRaWAN..............................　34 下篇　项目实训....................................　37 第5　章 边缘侧数据采集......................　38 5.1　任务一 生产车间数据采集.......38 5.1.1　场景说明...............................　38 5.1.2　实训要求...............................　40 5.1.3　实训目标...............................　40 5.1.4　实训器材...............................　40 5.1.5　理论基础...............................　40 5.1.6　实训准备...............................　43 5.1.7　实训步骤...............................　47 5.1.8　实训结果...............................　61 5.2　任务二 Wi-Fi 无线数据采集.....62 5.2.1　场景说明...............................　62 5.2.2　实训要求...............................　62 5.2.3　实训目标...............................　62 5.2.4　实训器材...............................　63 5.2.5　理论基础...............................　63 5.2.6　实训步骤...............................　64 5.2.7　实训结果...............................　70 5.3　任务三 LoRa 数据采集..............72 5.3.1　场景说明...............................　72 5.3.2　实训要求...............................　72 5.3.3　实训目标...............................　72 5.3.4　实训器材...............................　73 5.3.5　理论基础...............................　73 5.3.6　实训准备...............................　77 工业数据采集与边缘服务（中级） 2 5.3.7　实训步骤...............................80 5.3.8　实训结果...............................98 第6　章 边缘服务通信服务开发部署...　100 6.1　任务一 Eclipse 开发工具 部署应用...................................　100 6.1.1　实训要求.............................100 6.1.2　实训目标.............................100 6.1.3　理论基础.............................100 6.1.4　实训器材.............................103 6.1.5　实训步骤.............................104 6.1.6　实训结果.............................111 6.2　任务二 MongoDB 数据库 部署应用...................................　112 6.2.1　实训要求.............................112 6.2.2　实训目标.............................113 6.2.3　理论基础.............................113 6.2.4　实训器材.............................113 6.2.5　实训步骤.............................114 6.2.6　实训结果.............................128 6.3　任务三 PLC4X 通信服务开发...　129 6.3.1　实训要求.............................129 6.3.2　实训目标.............................130 6.3.3　理论基础.............................130 6.3.4　实训器材.............................130 6.3.5　实训步骤.............................131 6.3.6　实训结果.............................143 6.4　任务四 MQTT 通信服务开发...　144 6.4.1　实训要求.............................144 6.4.2　实训目标.............................145 6.4.3　理论基础.............................145 6.4.4　实训器材.............................146 6.4.5　实训步骤.............................146 6.4.6　实训结果.............................158 第7　章 边缘服务数据存储服务 开发部署...............................　160 7.1　任务一 数据库部署应用.........160 7.1.1　实训要求.............................160 7.1.2　实训目标.............................160 7.1.3　理论基础.............................160 7.1.4　实训器材.............................162 7.1.5　实训步骤.............................163 7.1.6　实训结果.............................175 7.2　任务二 MySQL 数据存储 服务开发....................................176 7.2.1　实训要求.............................176 7.2.2　实训目标.............................177 7.2.3　理论基础.............................177 7.2.4　实训器材.............................178 7.2.5　实训步骤.............................179 7.2.6　实训结果.............................189 第8　章 边缘服务接口服务部署应用....　194 8.1　任务一 接口服务部署应用.....194 8.1.1　实训要求.............................194 8.1.2　实训目标.............................194 8.1.3　理论基础.............................194 8.1.4　实训器材.............................197 8.1.5　实训步骤.............................197 8.1.6　实训结果.............................201