1.本書是《物聯網學報》編委會針對校企合作的精心力作。
2.本書凝結了曙光瑞翼多年的產學研經驗，能夠滿足校企融合教學的需求。
3.本書旨在介紹數據采集和邊緣計算技術的基礎知識，為即將從事工業互聯網相關工作的讀者奠定基礎。
4.本書采用大量的典型應用，讓讀者在生活常見的應用中理解數據采集和邊緣計算在工業互聯網中的應用。

本書從工業數據采集與邊緣計算的應用實踐出發，寓教于實操，詳細闡述工業互聯網中數據采集與邊緣計算的基礎原理，以及它們在典型應用場景下的最佳實踐。
本書包括10個項目，分別是工業數據采集簡介及應用、工業現場設備簡介及應用、工業數據簡介及應用、工業智能網關簡介及應用、邊緣計算簡介及應用、物聯網數據采集原理及實現、使用傳感器采集溫濕度數據、采集PLC數據，以及工業互聯網設備數據采集系統故障處理（1）和工業互聯網設備數據采集系統故障處理（2）。本書部分實驗以行業主流的西門子博途全集成自動化軟件為基礎環境，緊跟行業需求和發展現狀，以業內典型應用為參考設計和開展相關實驗，力求培養學生扎實的理論基礎和動手能力。本書內容豐富，實驗內容系統全面，做到了理論聯系實際，是一本快速掌握工業互聯網數據采集與邊緣計算的入門級圖書。
本書可作為工業互聯網領域從業者的參考書，也可作為高等院校工業互聯網相關課程的教材。

許桂秋，北京中科特瑞科技有限公司運營總監，主要研究方向為專注于大數據、人工智能技術領域的產教融合研究，負責機器學習、計算機視覺、人工智能導論、深度學習原理與TensorFlow實踐、樣本數據處理、自然語言處理授課任務。已出版專著：《大數據導論》、《Python編程基礎與應用》、《NoSQL數據庫原理與應用》、《數據挖掘與機器學習》等9本系列教材。

目錄
項目一 工業數據采集概述 1
1.1 項目要求 1
1.2 學習目標 1
1.3 相關知識 1
1.3.1 工業互聯網平臺的概念和平臺體系框架 1
1.3.2 工業互聯網設備數據采集的工作內容 3
1.3.3 工業數據采集的定義和意義 4
1.3.4 工業數據采集的范圍 5
1.3.5 工業數據采集的實現 7
1.4 實驗過程 10
1.5 習題 26
項目二 工業現場設備 29
2.1 項目要求 29
2.2 學習目標 29
2.3 相關知識 29
2.3.1 工控現場設備概述 29
2.3.2 傳感器與智能傳感器 35
2.3.3 工業標識與解析設備 44
2.4 實驗過程 46
2.4.1 傳感器協議解析 46
2.4.2 傳感器連接及讀取 48
2.5 習題 53
項目三 工業數據 55
3.1 項目要求 55
3.2 學習目標 55
3.3 相關知識 55
3.3.1. 工業數據的概念和分類 55
3.3.2 工業現場設備數據互通的意義 57
3.4 實驗過程 59
3.5 習題 63
項目四 工業智能網關 64
4.1 項目要求 64
4.2 學習目標 64
4.3 相關知識 64
4.3.1 工業網關概述 64
4.3.2 工業智能網關的優勢 67
4.3.3 工業智能網關的主要類型 68
4.3.4 工業智能網關設計選型的考慮因素 69
4.3.5 工業網關的配置 71
4.4 實驗步驟 73
4.4.1 網關連接電腦進行配置 73
4.4.2 網關連接WIFI 77
4.4.3 設置MQTT協議 80
4.5 習題 86
項目五 邊緣計算 87
5.1 項目要求 87
5.2 學習目標 87
5.3 相關知識 87
5.3.1 邊緣計算的概念 87
5.3.2. 邊緣計算的架構與方案 89
5.3.3. 邊緣計算實例 92
5.3.4. 邊緣設備的含義 94
5.4 實驗步驟 95
5.4.1. 數據集處理 95
5.4.2. 模型構建 96
5.4.2. 模型訓練 99
5.4.3. 功能演示 102
5.5 習題 104
項目六 物聯網數據采集 105
6.1 項目要求 105
6.2 學習目標 105
6.3 相關知識 105
6.3.1 物聯網概述 106
6.3.2 物聯網分層結構 108
6.3.3 感知層技術 115
6.4 實驗過程 124
6.4.1 一物一碼系統登錄 124
6.4.2 系統功能管理介紹 125
6.4.3 標識編碼申請與查詢 128
6.4.4 標識編碼管理 130
6.4.5 溯源防偽查詢 131
6.5 習題 131
項目七 采集溫濕度傳感器數據 132
7.1 項目要求 132
7.2 學習目標 132
7.3 相關知識 132
7.3.1 設備信息收集的基本概念和方法 132
7.3.2 采集對象數據信息的基本概念 134
7.3.3 工業智能網關選型與配置 140
7.3.4 常用網絡連接 144
7.3.5 傳感器數據的存儲與查詢 146
7.4 實驗過程 147
7.5 習題 158
項目八 采集西門子PLC數據 160
8.1 項目要求 160
8.2 學習目標 160
8.3 相關知識 160
8.3.1 設備信息收集的基本概念和方法 160
8.3.2 采集對象數據信息的基本概念 162
8.3.3 工業智能網關選型與配置 167
8.3.4 常用網絡連接 172
8.3.5 PLC數據的存儲與查詢 174
8.4 實驗過程 176
8.4.1 先導知識 176
8.4.2 西門子PLC數據采集實驗 177
8.5 習題 187
項目九 工業互聯網設備數據采集系統故障處理（1） 188
9.1 項目要求 188
9.2 學習目標 188
9.3 相關知識 188
9.3.1 故障部件的種類 188
9.3.2 故障性質的分類 190
9.3.3 故障原因的類型 191
9.3.4 數據采集系統的故障排除原則 192
9.3.5 數據采集系統的故障診斷方法 194
9.3.6 數據采集系統的故障產生原因 195
9.3.7 工業設備或傳感器故障基本概念 197
9.3.8 常見工業設備或傳感器的故障現象 198
9.4 實驗過程 198
9.4.1 步驟一：基于Modbus的串口排障實驗 199
9.4.1 步驟二：傳感器數據傳輸實驗 209
9.5 習題 216
項目十 工業互聯網設備數據采集系統故障處理（2） 218
10.1 項目要求 218
10.2 學習目標 218
10.3 相關知識 218
10.3.1 工業智能網關網絡連接方式 218
10.3.2 工業智能網關的檢測方法 219
10.3.3 工業智能網關的故障標識的意義 220
10.3.4 設備故障的收集方法 222
10.3.5 收集設備故障信息的內容 223
10.3.6 故障信息數據的準確性的含義 225
10.4 實驗過程 225
10.4.1 使用虛擬機構建一個復雜的網絡架構 225
10.4.2 網絡故障模擬、排查和恢復 242
10.5 習題 251