工業互聯網數據采集技術與應用

基礎+實踐項目，配有源代碼、教學課件、教學大綱、教學進度表、實驗手冊、習題題庫

作者：張書奎 王瑩瑩 金璐 邱斌 謝添姣 郭宇航 編著

叢書名：面向數字化時代高等學校計算機系列教材

定價：59.9元

印次：1-1

ISBN：9787302694199

出版日期：2025.07.01

隨著我國經濟的快速發展，工業自動化和信息化水平不斷提高，工業數據采集在工業生產、管理和決策過程中發揮著越來越重要的作用。本書旨在為廣大讀者提供一本全面、實用的工業數據采集技術教材。

本書主要內容

本書從工業數據采集技術的基本概念和原理出發，系統介紹了工業數據采集的多種技術手段，包括基于PLC數據采集、工業以太網數據采集、嵌入式數據采集和基于ZigBee的無線數據采集。同時還結合實際應用案例，詳細講解了各種數據采集技術在工業生產中的應用方法和技巧。

全書共分為5章。

第1章工業互聯網概述。從整體上介紹工業互聯網技術以及工業數據采集技術的相關理論知識。首先從工業互聯網技術的背景和發展歷程入手，介紹了工業互聯網的概念、體系架構及其重要性。接著深入探討了工業數據采集技術，包括其概念、工業設備和采集設備的認識、工業數據的特點以及工業數據采集的方案。然后介紹了工業網關的作用、結構和選型，并對工業互聯網實驗平臺進行了概述。

第2章工業PLC數據采集。介紹了工業PLC數據采集技術，涵蓋PLC的基本原理、硬件架構、編程方法以及實際應用案例。首先，介紹了PLC的概念、結構和工作原理，以及其在工業自動化中的廣泛應用。然后，詳細介紹了PLC的硬件系統與PLC編程的基礎知識。最后，通過實戰案例，展示了如何將PLC技術應用于工業數據采集。

第3章工業以太網數據采集。主要介紹了工業以太網數據采集技術。首先概述了工業以太網的概念、協議和應用場景，并重點講解了PROFINET和EtherCAT兩種主流工業以太網協議的工作原理。詳細分析了PROFINET以及EtherCAT的設備連接、通信協議、網絡拓撲結構和應用場景。最后，通過一個工業以太網數據采集的實際項目，詳細介紹了項目的實現過程。

第4章嵌入式數據采集。介紹了嵌入式技術相關理論及其在工業數據采集中的應用。首先介紹了嵌入式系統的概念、特點和架構，并探討了嵌入式硬件系統和操作系統的選擇。接著分析了ARM處理器架構，包括其工作模式、寄存器、指令集和異常處理機制等。然后以STM32微控制器為例，詳細講解了其GPIO、ADC/DAC、中斷和通信模塊的使用方法。最后，通過實際采集任務將理論知識進行運用，任務包括： I/O設備驅動、模擬量和數字量數據采集，以及加速度傳感器和震動傳感器數據采集。

第5章基于ZigBee的無線數據采集。全面介紹了ZigBee技術及其在無線傳感器網絡中的應用，從ZigBee的起源、特點、協議棧到具體的硬件模塊，詳細講解了基于CC2530的單片機接口技術及無線傳感器節點的設計。最后，通過實例展示了ZigBee在數據采集中的應用，為讀者提供了深入理解和實踐ZigBee技術的基礎，為工業互聯網領域的研究和應用打下堅實的基礎。

本書特色

（1） 內容全面。

本書系統地介紹了工業數據采集的多種技術，包括相關技術的基本概念、原理、方法和實踐案例等，力求使讀者對工業數據采集技術有一個全面的認識。

（2） 實用性強。

本書緊密結合工業生產實際，以實際應用案例為主線，詳細講解了各種數據采集技術在工業生產中的應用方法，使讀者能夠將所學知識應用到實際工作中。

（3） 案例豐富。

本書提供了豐富的實際應用案例，使讀者能夠更好地理解工業數據采集技術的實際應用場景和效果。

配套資源

為便于教與學，本書配有源代碼、教學課件、教學大綱、教學進度表、實驗手冊、習題題庫。

讀者對象

本書可作為全國高等學校物聯網、工業互聯網等專業的教材，也可供自動化、智能制造、物聯網等領域的工程技術人員以及對工業數據采集技術感興趣的愛好者作為自學參考書。