罗克韦尔小型PLC控制系统设计与应用实例 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:中国电力

作者:陈坚

出品人:

页数:198

译者:

出版时间:2010-5

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787512300774

丛书系列:

图书标签:

• PLC
• 罗克韦尔
• 自动化
• 工业控制
• 编程
• 设计
• 实例
• 小型PLC
• 可编程逻辑控制器
• Allen-Bradley

好的，这是一份为您设计的图书简介，旨在介绍一本与“罗克韦尔小型PLC控制系统设计与应用实例”主题完全不同的技术类书籍，内容详尽，旨在吸引目标读者群。 --- 《现代物联网（IoT）数据采集与边缘计算技术：从传感器到云平台实践指南》 图书定位： 本书是一本面向工业自动化、嵌入式系统开发工程师、物联网解决方案架构师以及相关专业高年级本科生和研究生的深度技术手册与实战教程。它专注于讲解如何构建高效、可靠且具备自主决策能力的现代物联网数据采集与边缘计算系统，涵盖从物理层数据获取、嵌入式设备开发、到云端数据分析与可视化全流程。 核心内容概述： 在当前快速发展的数字化转型浪潮中，物联网（IoT）已成为工业4.0和智能制造的核心驱动力。本书摒弃了传统侧重于单一控制逻辑（如PLC编程）的叙事方式，而是将焦点完全集中在分布式数据处理、低功耗通信协议以及边缘智能部署这一前沿领域。全书共分五大部分，系统地梳理了从传感器数据预处理到云端大规模部署的完整技术栈。 第一部分：物联网基础架构与核心概念（约 300 页） 本部分为理解现代IoT系统构建奠定坚实基础，重点解析了当前主流的M2M（机器到机器）通信范式以及数据流的生命周期管理。 1.1 传感器技术与接口标准解析： 深入探讨了各类工业与环境传感器（如温度、振动、电流、超声波等）的工作原理、精度指标及噪声抑制技术。重点介绍了数字和模拟信号的正确采集方法，尤其关注Modbus RTU/TCP作为底层数据传输协议的灵活应用，以及CANopen在实时性要求高系统中的配置技巧。我们详细分析了如何为不同的物理信号选择合适的模数转换器（ADC）和数据预处理电路。 1.2 嵌入式平台选型与资源优化： 对比分析了基于ARM Cortex-M/A系列微控制器（如STM32、树莓派CM系列）在资源受限环境下的应用优势。书中详细介绍了操作系统选择，包括实时操作系统（RTOS，如FreeRTOS, Zephyr）在功耗管理和任务调度的关键作用，以及裸机编程在极低延迟场景下的调优策略。 1.3 通信协议栈的深度剖析： 这一章是本书的技术核心之一。我们不再局限于传统的串行或以太网通信，而是深入研究了低功耗广域网（LPWAN）技术，特别是LoRaWAN和NB-IoT在远距离、低速率数据传输中的实际部署模型、网络服务器（Network Server）的搭建与配置。同时，对面向消息的MQTT协议的QoS等级、主题结构设计、会话保持机制进行了详尽的案例演示，并探讨了CoAP在资源受限设备间的互操作性挑战。 第二部分：边缘计算模型与本地数据处理（约 350 页） 边缘计算是实现系统实时反馈和数据隐私保护的关键。本部分着重于如何在设备端（Edge Node）实现复杂的数据分析和决策。 2.1 边缘数据清洗与聚合算法： 探讨了在资源受限环境下执行数据清洗的必要性。内容包括滑动窗口平均、低通滤波等基础算法的嵌入式实现，以及如何利用时间序列数据库（TSDB）的轻量级版本在本地进行高效存储和快速查询。 2.2 嵌入式机器学习（TinyML）部署： 这是本书面向未来的关键章节。我们指导读者如何使用TensorFlow Lite for Microcontrollers (TFLite Micro) 或 PyTorch Mobile 将训练好的小型神经网络模型（如用于异常检测、状态分类）编译并部署到微控制器或单板计算机上。案例涵盖了基于加速度计数据的设备健康状态早期预警系统搭建。 2.3 容器化技术在边缘端的应用： 介绍如何利用Docker/Podman的轻量级变体（如k3s, ResinOS）来管理和部署边缘侧的微服务。重点讲解了容器镜像的优化、资源隔离策略以及OTA（空中下载）固件/软件更新机制的设计与安全保障。 第三部分：云平台集成与数据可视化（约 300 页） 数据最终需要汇聚到云端进行大规模分析、存储和展示。本部分聚焦于如何安全、高效地连接主流云服务提供商。 3.1 云服务对接标准与安全机制： 详细对比分析了AWS IoT Core, Azure IoT Hub, 和阿里云 IoT 平台在设备注册、身份验证（X.509证书、SAS Token）和消息路由方面的异同点。重点讲解了双向通信（Device Shadow/Twin）的实现逻辑及其在系统状态同步中的优势。 3.2 大规模数据流处理架构： 引入Apache Kafka/Pulsar等分布式消息队列在处理高吞吐量物联网数据流中的核心作用。指导读者设计基于事件驱动的流处理应用（如使用Flink或Spark Streaming），实现对实时数据流的报警触发和业务逻辑判断。 3.3 可视化与分析工具链： 展示如何利用Grafana结合InfluxDB或Prometheus构建高动态性的工业监控看板。内容包括自定义图表组件的开发、仪表盘权限管理以及如何将分析结果反馈至边缘端执行反向控制。 第四部分：系统级安全与可靠性设计（约 200 页） 在物联网环境中，安全和可靠性是决定项目成败的关键因素。 4.1 端到端的安全防护策略： 从硬件信任根（Trusted Execution Environment, TEE）开始，讲解安全启动（Secure Boot）流程。深入剖析TLS/DTLS握手过程在资源受限设备上的优化，以及固件签名验证在防止恶意代码注入中的应用。 4.2 冗余与容错设计： 探讨在设备层和网关层实现数据备份与同步机制。介绍看门狗（Watchdog Timer）的正确配置，以及如何设计双链路备份通信（如Wi-Fi与LoRa的自动切换策略）以确保数据永不丢失。 第五部分：综合项目实战案例（约 150 页） 本书以一个大型、跨域的实际案例贯穿始终，展示前述所有技术栈的集成应用。 案例描述： “智慧化工厂能耗监测与预测性维护系统”。该项目涉及数百个传感器数据采集，通过边缘网关进行本地协议转换和AI模型推理，最终将关键能耗数据和设备健康指标上报至云端，并实现远程报警与能耗优化建议的下发。读者将跟随教程，完成从硬件选型、底层驱动开发、边缘服务部署到云平台构建的全过程。 目标读者收益： 阅读完本书后，读者将不再局限于传统的串行通信和逻辑控制思维定势，而是能够独立设计、构建和维护一套基于现代通信协议、具备边缘智能处理能力的、安全可靠的大规模物联网数据采集与分析系统。本书提供了超越理论的、可立即应用的工程实践经验。 ---

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