本书是一本面向工业智能化转型的实战型教材，结合边缘计算系统的特点和运作方式，采用“基础-进阶-提高”三阶递进式架构，通过真实工业案例，系统讲解边缘计算技术和应用。基础篇（项目1、项目2）重点讲解工业现场层设备接入技术，包括PLC、传感器等工业设备通过边缘网关实现数据采集与协议转换的方法；进阶篇（项目3、项目4）深入边缘计算的核心能力，通过Python脚本开发，实现数据聚合、规则告警等本地化处理，并建立与云平台的协同机制；提高篇（项目5、项目6）聚焦AI边缘化应用，部署轻量化算法模型，实现作业安全监控、设备预测性维护等智能场景，最终构建完整的“云-边-端”协同解决方案。全书收录的制造业真实案例，符合工业互联网产业联盟相关技术标准。 本书可作为高职高专院校工业互联网、物联网、机电一体化、自动化、计算机类等相关专业及技术培训的教材，也可作为工程技术人员的自学或参考用书。

职业院校教师

序
前言
基础篇
项目1 边缘系统的构建
任务1.1认识边缘计算
1.1.1初识边缘计算
1.1.2工业边缘计算
1.1.3工业边缘计算的特点
任务1.2认识工业边缘计算系统
1.2.1边缘网络组成结构
1.2.2工业边缘计算架构
1.2.3工业边缘计算设备
1.2.4工业边缘计算设备选型
任务1.3认识边缘控制器的数据采集与计算
1.3.1边缘控制器PLC
1.3.2端侧边缘计算操作实例——用PLC控制伺服电动机的运动
项目2 生产环境安全数据采集与边缘计算
任务2.1生产环境——温湿度检测与边缘计算
2.1.1RS-485通信接口
2.1.2工业网关
2.1.3温湿度传感器
2.1.4工业网关采集温湿度数据
任务2.2生产环境——电气安全检测与边缘计算
2.2.1智能电表
2.2.2智能电表通信参数配置
2.2.3工业网关采集智能电表能耗数据
任务2.3生产环境——无尘车间气体压力检测与边缘计算
2.3.1气压表
2.3.2气压表报警值设置
2.3.3工业网关采集无尘车间气体压力数据
进阶篇
项目3生产过程设备运行数据采集与边缘计算
任务3.1运行数据——设备运行数据采集
3.1.1边缘计算网关
3.1.2边缘计算网关IG502
3.1.3边缘计算网关网络传输配置
3.1.4边缘计算网关数据采集
任务3.2运行数据——设备运行边缘数据计算
3.2.1边缘计算和云计算
3.2.2边缘数据计算
3.2.3召读测点数据API接口recall
3.2.4设备运行状态边缘数据计算
任务3.3运行数据——设备运行状态数据上云
3.3.1工业互联网云平台
3.3.2物模型与物实例
3.3.3MQTT协议
3.3.4Python字典
3.3.5云平台设备建模
3.3.6边缘计算网关数据上云
项目4 生产设备安全数据采集与边缘计算
任务4.1安全数据——安全门状态检测
4.1.1Modbus TCP协议
4.1.2更新控制器测点值API接口write
4.1.3数据类型
4.1.4边缘计算网关网络传输配置
4.1.5边缘计算网关采集PLC数据
4.1.6边缘计算网关数据计算——设备智能启停
4.1.7边缘计算网关数据计算——安全
门状态检测
任务4.2安全数据——设备安全数据聚合计算
4.2.1设备安全运行监控
4.2.2LoRa无线通信技术
4.2.3边缘计算网关召读测点API接口
4.2.4LoRa数据采集
4.2.5边缘计算网关数据聚合计算
任务4.3边缘计算之云边端协同
4.3.1云边协同参考架构
4.3.2云边端协同参考架构
4.3.3工业云边协同场景
4.3.4云边协同
4.3.5边端场景联动
4.3.6云边端协同
提高篇
项目5生产过程人员安全数据采集与边缘计算
任务5.1生产过程人员安全数据——人员离岗检测
5.1.1边缘摄像头
5.1.2工业智慧管控平台
5.1.3AI边缘网关的物模型与物实例
5.1.4边缘摄像头配置与视频采集
5.1.5AI边缘网关安装与组网
5.1.6人员离岗检测算法配置与验证
任务5.2生产过程人员安全数据——违规使用手机检测
5.2.1边缘计算服务器
5.2.2边缘计算服务器算法分析
5.2.3智慧管控平台服务器部署
5.2.4AI边缘网关和边缘摄像头的映射配置
5.2.5违规使用手机检测算法配置与验证
任务5.3生产过程人员安全数据——工服检测
5.3.1工业互联网平台可视化大屏
5.3.2可视化大屏设计基础
5.3.3AI边缘网关和边缘摄像头的映射配置
5.3.4工服检测算法配置与验证
5.3.5云视界可视化大屏工服检测报警显示
项目6边缘计算应用拓展及系统维护
任务6.1AI边缘网关语音播报
6.1.1认识语音播报器
6.1.2语音播报器参数设置
6.1.3语音播报器调试
6.1.4语音播报器语音输出
任务6.2工业智慧管控系统维护
6.2.1认识工业智慧管控系统维护
6.2.2工业智慧管控系统告警处理
6.2.3工业智慧管控系统数据管理
6.2.4工业智慧管控系统运维管理
参考文献