走进“青椒课堂”|物联网实训之边缘计算数据采集(软件版)

科技   2024-11-08 17:30   北京  

物联网

边缘计算数据采集(软件版)

工业互联网场景下,工业产线上有大量运行中的工业设备、各种传感器PLC等,这些设备将实时产生大量的数据。这种场景下,需要使用边缘计算技术,快速的对这些设备数据做采集、存储、实时计算、分析挖掘,从而达到对AIOT设备的视觉识别、监控、告警以及反向控制等操作。

传统的边缘计算只涉及边缘节点,更接近用户终端设备;而本课程的内容主要在边缘侧通过使用边缘计算框架实现边缘计算中的数据采集和命令控制功能。

本课程分两个版本:软件版、硬件版(实训箱和实训台)。此课程是软件版,可在青椒课堂的虚拟机运行软件虚拟仿真边缘计算中的设备。

课程网址(点击文末“阅读原文”可跳转)

https://www.qingjiaoclass.com/market/detail/64740?source=home

课程目标

基于Ubuntu系统,利用Docker技术、EdgeX边缘计算框架,让学生理解及掌握边缘计算数据采集的全流程。

1

了解EdgeX边缘计算框架的整体架构和运行原理,具备基于EdgeX Web UI界面的实操能力;

2

了解Modbus协议,包括连接方式、指令格式、寄存器类别和功能码,具备基于Modbus tcp协议的数据采集能力;

3

了解OPC UA协议,包括其作原理、信息模型和节点类型,具备基于OPC UA协议的数据采集能力;

4

了解MQTT轻量级通讯协议,包括其报文结构、控制报文、消息质量等原理,具备基于MQTT协议的数据采集能力。



课程大纲



基础

EdgeX基础

理论学习

Edgex是边缘中间件——在物理传感器、驱动“事物”、以及信息技术(IT)系统之间提供服务。

这些微服务分为4个服务层和2个底层增强系统服务。服务层从物理领域的边缘(从设备服务层)穿越到信息领域的边缘(应用程序服务层),核心服务层和支持服务层位于中心。

UI实操

  • 仪表盘:查看系统接入的设备服务、设备等概要信息

  • 设备管理:管理系统注册的设备服务、设备、元信息

  • 数据中心:预览事件和读值的数据

  • 任务调度:配置时间单位间隔和间隔任务

  • 通知服务:配置通知和查看订阅

  • 规则引擎:配置数据源和规则

  • 应用服务:使用注册的应用服务

Modbus

基于Modbus的数据采集

理论学习

了解 Modbus 作为一种串行通信协议,在工业电子设备之间常用的连接方式、指令格式、寄存器类别和功能码。

实操

  • 安装 device-modbus

  • 运行 modbus slave

  • 启用 device-modbus

  • 添加设备元信息、添加设备

  • 采集 Modbus 数据

OPC UA

基于OPC UA的数据采集

理论学习

了解OPC UA作为在现代工业自动化领域中基于开放性生产控制和统一架构下的广泛应用的通信协议,其工作原理、信息模型和节点类型。

实操

  • 安装 device-opcua

  • 运行 OPC UA Server

  • 启用 device-opcua

  • 查看设备元信息、修改设备

  • 采集 OPC UA 数据

MQTT

基于MQTT的数据采集

理论学习

了解 MQTT 是一种基于发布/订阅模式的轻量级通讯协议,了解其报文结构、控制报文、消息质量等原理。

实操

  • 安装 mqtt-broker、device-mqtt

  • 启用 mqtt-broker、device-mqtt

  • 发布 mqtt 数据、查看 mqtt 数据

  • 查看设备元信息、修改设备

  • 采集 mqtt 数据

  • 转发 mqtt 数据


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