工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術 課件 項目3 工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理

項目01工業(yè)數(shù)據(jù)采集技術概述項目02工業(yè)數(shù)據(jù)采集與設備安裝工業(yè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡建設項目04項目03工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理項目05工業(yè)數(shù)據(jù)上云項目06工業(yè)數(shù)據(jù)采集綜合應用工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理03項目通過以下兩個任務的實施，使同學們在完成學習任務的過程中可以可以了解到工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸和工業(yè)數(shù)據(jù)處理的相關知識和技能。

項目情境工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理是指將現(xiàn)場設備運行過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C并進行相應的處理，涉及了在工業(yè)生產(chǎn)過程中對數(shù)據(jù)的收集、傳輸、處理、存儲和應用等一系列活動。工業(yè)數(shù)據(jù)的傳輸和處理都需要考慮如何保證數(shù)據(jù)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，以及如何對數(shù)據(jù)進行處理和存儲，以便實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化和自動化。同時，還需要考慮如何利用數(shù)據(jù)進行創(chuàng)新和變革，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和質量。工業(yè)網(wǎng)絡通信與數(shù)據(jù)傳輸工業(yè)數(shù)據(jù)處理0102了解工業(yè)網(wǎng)絡通信及其分類。認識工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸接口。了解有線和無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術。了解工業(yè)數(shù)據(jù)處理。了解數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)規(guī)范和數(shù)據(jù)清洗。了解數(shù)據(jù)實時處理的方法和應用。了解工業(yè)數(shù)據(jù)存儲設備和存儲安全。了解離線數(shù)據(jù)的處理流程和注意事項。知識目標認識振動傳感器并掌握其安裝方法。掌握振動傳感器數(shù)據(jù)的采集與傳輸方法。掌握工業(yè)數(shù)據(jù)的處理方法。技能目標遵守數(shù)據(jù)采集相關法律法規(guī)和倫理規(guī)范，保護數(shù)據(jù)隱私、維護信息安全，提升職業(yè)道德水平。培養(yǎng)持續(xù)學習能力，主動更新知識和技能，以適應工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術快速發(fā)展的環(huán)境需要。素質目標學習目標學習導圖“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)設備數(shù)據(jù)采集”職業(yè)技能等級標準工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理工作任務職業(yè)技能要求等級知識點技能點理解工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理的相關知識①能識別常見的工業(yè)設備通信接口。②能判斷常見的工業(yè)通信協(xié)議。③了解常見工業(yè)應用場景的設備接入需求。④能夠選擇正確的工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸介質。⑤能夠了解工業(yè)有線和無線數(shù)據(jù)傳輸方式。⑥能夠理解工業(yè)數(shù)據(jù)處理的流程和架構。⑦能具備良好的溝通表達及團隊合作能力初級中級高級①了解工業(yè)網(wǎng)絡通信及其分類。②認識工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸接口。③了解有線和無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術。④了解工業(yè)數(shù)據(jù)處理。⑤了解數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)規(guī)范和數(shù)據(jù)清洗。⑥了解數(shù)據(jù)實時處理的方法和應用。⑦了解工業(yè)數(shù)據(jù)存儲設備和存儲安全。⑧了解離線數(shù)據(jù)的處理流程和注意事項①認識振動傳感器并掌握其安裝方法。②掌握振動傳感器數(shù)據(jù)的采集與傳輸方法。③掌握工業(yè)數(shù)據(jù)的處理方法工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理與

職業(yè)技能等級標準內(nèi)容對應關系項目01工業(yè)數(shù)據(jù)采集技術概述項目02工業(yè)數(shù)據(jù)采集與設備安裝工業(yè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡建設項目04項目03工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理項目05工業(yè)數(shù)據(jù)上云項目06工業(yè)數(shù)據(jù)采集綜合應用工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理03項目工業(yè)網(wǎng)絡通信和數(shù)據(jù)傳輸是實現(xiàn)工業(yè)自動化和智能制造的重要手段，需要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?、安全性和實時性等特點，同時還需要根據(jù)不同的應用場景選擇合適的傳輸協(xié)議和設備，以滿足不同的需求。任務描述本任務從工業(yè)網(wǎng)絡通信的基本概念、工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸接口、工業(yè)有線和無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術等幾個方面講解工業(yè)網(wǎng)絡通信與數(shù)據(jù)傳輸?shù)南嚓P知識。工業(yè)網(wǎng)絡通信概述1網(wǎng)絡通信的定義網(wǎng)絡是用物理鏈路將各個孤立的工作站或主機相連在一起，組成數(shù)據(jù)鏈路，從而達到資源共享和通信的目的。通信是人與人之間通過某種媒體進行的信息交流與傳遞。網(wǎng)絡通信是通過網(wǎng)絡將各個孤立的設備進行連接，通過信息交換實現(xiàn)人與人、人與計算機、計算機與計算機之間的通信。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)絡通信概述1網(wǎng)絡通信的分類（１）有線通信技術有線通信技術采用有線傳輸介質連接通信設備，為通信設備之間提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢硗ǖ?。很多介質都可以作為通信中使用的傳輸介質，但這些介質本身有不同的屬性，適用于不同的環(huán)境條件。在互聯(lián)網(wǎng)應用中最常用的有線傳輸介質為雙絞線和光纖。知識鏈接工業(yè)網(wǎng)絡通信概述1網(wǎng)絡通信的分類（２）無線通信技術無線通信技術在信號發(fā)射設備上通過調(diào)制將信息加載于無線電波之上，當電波通過空間傳播到達收信端時，電波引起的電磁場變化又會在導體中產(chǎn)生電流，通過解調(diào)將信息從電流變化中提取出來，從而達到信息傳遞的目的。無線通信的終端部分使用電磁波作為傳輸媒質，具有成本低、適應性強、擴展性好、連接便捷等優(yōu)點。知識鏈接工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸接口2網(wǎng)口網(wǎng)口即網(wǎng)線接口，是指網(wǎng)卡與網(wǎng)絡之間的接口，常見的有ＲＪ－４５連接頭、ＢＮＣ連接頭和ＡＵＩ連接頭。其中，ＲＪ－４５連接頭是最常用的，俗稱“水晶頭”，屬于雙絞線以太網(wǎng)接口類型。該類連接頭只能沿固定方向插入，設有一個塑料彈片與ＲＪ－４５插槽卡住以防止脫落。知識鏈接如圖所示為網(wǎng)線連接頭與網(wǎng)線接口。工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸接口2知識鏈接雙絞線線序標準中應用最廣的是Ｔ－５６８Ａ和Ｔ－５６８Ｂ，如圖所示為這兩種線序對比。工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸接口2知識鏈接ＲＳ－２３２Ｃ串行接口ＲＳ（ＲｅｃｏｍｍｅｄｅｄＳｔａｎｄａｒｄ）代表推薦標準，２３２是標識號，Ｃ代表ＲＳ－２３２的最新一次修改，在這之前有ＲＳ－２３２Ｂ、ＲＳ－２３２Ａ。如圖所示為工業(yè)設備上的ＲＳ－２３２Ｃ接口工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸接口2知識鏈接ＲＳ－２３２Ｃ接口規(guī)范并沒有對機械接口做出嚴格的規(guī)定。ＲＳ－２３２Ｃ的機械接口一般有９針、１５針和２５針３種類型，如圖所示。工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸接口2知識鏈接ＲＳ－４２２串行接口ＲＳ－４２２接口由ＲＳ－２３２接口發(fā)展而來，它是為彌補后者的不足而提出的。為改進ＲＳ－２３２接口通信距離短、速率低的缺點，ＲＳ－４２２定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到１０Ｍｂｉｔ／ｓ，傳輸距離延長到１２１９ｍ（速率低于１００ｋｂｉｔ／ｓ時），并允許在一條平衡總線上連接最多１０個接收器。ＲＳ－４２２是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為ＴＩＡ／ＥＩＡ－４２２－Ａ標準。ＲＳ－４２２標準全稱是“平衡電壓數(shù)字接口電路的電氣特性”，它定義了接口電路的特性。工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸接口2知識鏈接ＲＳ－４８５串行接口為擴展ＲＳ－４２２串行通信應用范圍，ＥＩＡ又于１９８３年在其基礎上制定了ＲＳ－４８５標準，增加了多點、雙向通信能力，即允許多個發(fā)送器連接到同一條總線上，同時增加了發(fā)送器的驅動能力和沖突保護特性，擴展了總線共模范圍，后命名為ＴＩＡ／ＥＩＡ－４８５－Ａ標準。如圖所示為工業(yè)設備上的ＲＳ－４２２和ＲＳ－４８５接口。工業(yè)有線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線是安裝在生產(chǎn)過程區(qū)域的現(xiàn)場設備／儀表與控制室內(nèi)的自動控制裝置／系統(tǒng)之間的一種串行、數(shù)字式、多點通信的數(shù)據(jù)總線。其中，“生產(chǎn)過程”包括斷續(xù)生產(chǎn)過程和連續(xù)生產(chǎn)過程兩類。換言之，現(xiàn)場總線是以單個分散的、數(shù)字化、智能化的測量和控制設備作為網(wǎng)絡節(jié)點，用總線相連接，實現(xiàn)相互交換信息、共同完成自動控制功能的網(wǎng)絡系統(tǒng)與控制系統(tǒng)。工業(yè)有線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接（１）常用的現(xiàn)場總線協(xié)議①ＰＲＯＦＩＢＵＳ協(xié)議②ＰＲＯＦＩＮＥＴ協(xié)議③Ｍｏｄｂｕｓ協(xié)議④ＲＳ－２３２和ＲＳ－４８５⑤ＣＣ－Ｌｉｎｋ（Ｃｏｎｔｒｏｌ＆ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＬｉｎｋ，控制與通信鏈路）工業(yè)有線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接（2）現(xiàn)場總線系統(tǒng)的特點①系統(tǒng)的開放性②互可操作性與互用性③智能化與功能自治性

④系統(tǒng)結構的高度分散性⑤現(xiàn)場環(huán)境適應性工業(yè)有線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接工業(yè)以太網(wǎng)工業(yè)以太網(wǎng)是基于ＩＥＥＥ８０２３（Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）的強大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡，其提供了一個無縫集成到新的多媒體網(wǎng)絡世界的途徑。繼１０Ｍｂｉｔ／ｓ以太網(wǎng)成功運行之后，具有交換功能、全雙工和自適應的１００Ｍｂｉｔ／ｓ快速以太網(wǎng)（ＦａｓｔＥｔｈｅｒｎｅｔ，符合ＩＥＥＥ８０２３μ的標準）也已成功運行多年。采用何種性能的以太網(wǎng)取決于用戶的需要。工業(yè)有線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接（１）常用的工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議①高速以太網(wǎng)（ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＥｔｈｅｒｎｅｔ，ＨＳＥ）協(xié)議②ＭｏｄｂｕｓＴＣＰ／ＩＰ③ＰＲＯＦＩＮＥＴ協(xié)議④Ｅｔｈｅｒｎｅｔ／ＩＰ協(xié)議工業(yè)有線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接（2）工業(yè)以太網(wǎng)的特點①應用廣泛

②通信速率高③資源共享能力強④可持續(xù)發(fā)展?jié)摿Υ蠊I(yè)有線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接時間敏感網(wǎng)絡時間敏感網(wǎng)絡（ＴｉｍｅＳｅｎｓｉｔｉｖｅＮｅｔｗｏｒｋｉｎｇ，ＴＳＮ）是ＩＥＥＥ８０２.１工作小組中的ＴＳＮ工作組開發(fā)的系列標準。該標準定義了以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間敏感機制，為標準以太網(wǎng)增加了確定性和可靠性，以確保以太網(wǎng)能夠為關鍵數(shù)據(jù)的傳輸提供穩(wěn)定一致的服務。各種不同類型的工業(yè)無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術分別適用于不同距離范圍的設備連接，如圖所示。本節(jié)將介紹幾種典型的工業(yè)無線通信技術。工業(yè)無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接工業(yè)無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接藍牙藍牙（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）是一個開放性的、短距離無線通信技術標準，它可以在較小的范圍內(nèi)通過無線連接的方式實現(xiàn)固定設備以及移動設備之間的網(wǎng)絡互聯(lián)，可以在各種數(shù)字設備之間實現(xiàn)靈活、安全、低成本、小功耗的話音和數(shù)據(jù)通信。因為藍牙技術可以方便地嵌入到單一的ＣＭＯＳ芯片中，因此它特別適用于小型的移動通信設備。工業(yè)無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接ＺｉｇＢｅｅＺｉｇＢｅｅ是一種短距離、低復雜度、低功耗的雙向無線通信技術，是基于ＩＥＥＥ８０２.１５.４無線標準研制開發(fā)的有關組網(wǎng)、安全和應用軟件方面的技術。ＺｉｇＢｅｅ在數(shù)千個微小的傳感器之間相互協(xié)調(diào)以實現(xiàn)通信。這些傳感器只需要很少的能量，以接力的方式通過無線電波將數(shù)據(jù)從一個傳感器傳到另一個傳感器，所以它們的通信效率非常高。由于ＺｉｇＢｅｅ技術數(shù)據(jù)速率較低、通信范圍較小，主要適合于承載數(shù)據(jù)流量較小的業(yè)務。工業(yè)無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接Ｗｉ－Ｆｉ無線局域網(wǎng)Ｗｉ－Ｆｉ是一種能夠將個人計算機、手持設備（如平板電腦、手機）等終端以無線方式互相連接的技術。Ｗｉ－Ｆｉ其實是ＩＥＥＥ８０２.１１ｂ標準的別稱，它是一種短程無線傳輸技術，能夠在數(shù)十米范圍內(nèi)支持互聯(lián)網(wǎng)接入的無線電信號。工業(yè)無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接窄帶物聯(lián)網(wǎng)窄帶物聯(lián)網(wǎng)（ＮａｒｒｏｗＢａｎｄＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓ，ＮＢ－ＩｏＴ）是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領域一種新興的技術，用于構建蜂窩網(wǎng)絡，支持低功耗設備在廣域網(wǎng)的蜂窩數(shù)據(jù)連接，因此也被稱為低功耗廣域網(wǎng)（ＬＰＷＡＮ）。ＮＢ－ＩｏＴ支持待機時間長、對網(wǎng)絡連接要求較高設備的高效連接，能提供非常全面的室內(nèi)蜂窩數(shù)據(jù)連接覆蓋。ＮＢ－ＩｏＴ的主要特點包括廣覆蓋、支持低延時敏感度、超低的設備成本、低設備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡架構。工業(yè)無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ是基于高速可尋址遠程傳感器協(xié)議（ＨｉｇｈｗａｙＡｄｄｒｅｓｓａｂｌｅＲｅｍｏｔｅＴｒａｎｓ-ｄｕｃｅｒＰｒｏｔｏｃｏｌ，ＨＡＲＴ）的無線傳感器網(wǎng)絡標準。國際電工委員會于２０１０年４月批準發(fā)布了完全國際化的ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ標準ＩＥＣ６２５９１（Ｅｄ.１.０），這是第一個過程自動化領域的無線傳感器網(wǎng)絡國際標準。工業(yè)無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接ＩＳＡ１００.１１ａＩＳＡ１００.１１ａ是第一個開放的、面向多種工業(yè)應用的標準族。該標準定義的工業(yè)無線設備包括傳感器、執(zhí)行器、無線手持設備等現(xiàn)場自動化設備，主要內(nèi)容包括工業(yè)無線的網(wǎng)絡架構、共存性、魯棒性以及與有線現(xiàn)場網(wǎng)絡的互操作性等。ＩＳＡ１００.１ｌａ標準可解決與其他短距離無線網(wǎng)絡的共存性問題以及無線通信的可靠性和確定性問題，其核心技術包括精確時間同步技術、自適應跳信道技術、確定性調(diào)度技術、數(shù)據(jù)鏈路層子網(wǎng)路由技術和安全管理方案等，并具有數(shù)據(jù)傳輸可靠、準確、實時、低功耗等特點。工業(yè)無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術3知識鏈接ＷＩＡ面向工業(yè)自動化的無線網(wǎng)絡（ＷｉｒｅｌｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋｓｆｏｒＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＷＩＡ）技術是一種高可靠性、超低功耗的智能多跳無線傳感網(wǎng)絡技術，該技術提供一種自組織、自治愈的智能Ｍｅｓｈ網(wǎng)絡路由機制，能夠針對應用條件和環(huán)境的動態(tài)變化，保持網(wǎng)絡性能的高可靠性和強穩(wěn)定性。ＷＩＡ包括ＷＩＡ－ＰＡ和ＷＩＡ－ＦＡ兩項擴展協(xié)議。振動傳感器數(shù)據(jù)采集與傳輸任務實施【任務目的】認識振動傳感器并掌握其安裝方法。掌握振動傳感器數(shù)據(jù)的采集與傳輸。【步驟1】

認識并安裝設備在本任務所講解的智能振動傳感器數(shù)據(jù)采集與傳輸中將使用兩個硬件設備，一個是無線智能振動傳感器，另一個是ＬｏＲａＷＡＮ工業(yè)智能網(wǎng)關，如圖所示?！静襟E1】

認識并安裝設備該無線智能振動傳感器是一個圓柱形的傳感器，直徑約４ｃｍ，高度約８ｃｍ，體積跟雞蛋大小差不多。傳感器頂部有電源按鈕，側面有Ｍｉｃｒｏ－ＢＵＳＢ通信接口，如圖所示?！静襟E1】

認識并安裝設備打開無線智能振動傳感器的頂部旋蓋，可以觀察到安裝電池的位置，設備需要使用兩節(jié)３６Ｖ鋰亞硫酸氯電池供電，如圖所示。同時也可以通過圓柱體上的ＭｉｃｒｏＵＳＢ口直接供電，如圖所示?！静襟E1】

認識并安裝設備無線智能振動傳感器提供螺栓鎖固、膠粘固以及磁力座固定３種靈活的安裝方式，滿足各種工業(yè)現(xiàn)場的安裝需求，如圖所示?！静襟E2】

配置智能振動傳感器①將無線智能振動傳感器通過ＵＳＢ數(shù)據(jù)線連接到計算機，傳感器在沒有安裝電池時，可以通過ＵＳＢ接口進行供電?？梢酝ㄟ^ＵＳＢ接口進行供電。②在計算機中安裝無線智能振動傳感器的ＵＳＢ驅動程序，成功安裝驅動程序后，計算機會自動識別該硬件，如圖所示?！静襟E2】

配置智能振動傳感器③在計算機中安裝無線智能振動傳感器的配套軟件。打開該軟件，在如圖所示的界面中單擊“ＧｏｔｏＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ”按鈕，即可進入傳感器的配置界面?！静襟E2】

配置智能振動傳感器④進入無線智能振動傳感器的配置界面后，這里只需要設置傳感器的數(shù)據(jù)傳輸方式和采樣頻率（１０秒、１５分鐘或者１個小時都可以）即可。進入傳感器的配置界面中，切換到“射頻模塊”選項卡中，設置“射頻操作方式”為ＬｏＲａＷＡＮ，如圖所示?！静襟E3】

安裝無線智能振動傳感器到待檢測工業(yè)設備上①完成無線智能振動傳感器的參數(shù)設置之后，斷開與計算機的連接，為傳感器裝上電池，將其安裝到需要檢測的工業(yè)設備上。這里通過膠粘的方式將其安裝到一臺工業(yè)電動機上，如圖所示。②安裝好無線智能振動傳感器之后，按下其電源按鈕，傳感器即進入工作狀態(tài)。該傳感器通過ＬｏＲａＷＡＮ協(xié)議，以無線的方式把采集到的數(shù)據(jù)傳輸給相應的工業(yè)智能網(wǎng)關設備。ＬｏＲａＷＡＮ協(xié)議的最大傳輸距離可達數(shù)公里?！静襟E4】

配置工業(yè)智能網(wǎng)關接收無線智能振動傳感器數(shù)據(jù)①將工業(yè)智能網(wǎng)關通過以太網(wǎng)線連接到計算機上，如圖所示。網(wǎng)關設備的默認ＩＰ地址為１９２.１６８.１.１，注意需要將計算機的ＩＰ地址設置在同一網(wǎng)段內(nèi)。【步驟4】

配置工業(yè)智能網(wǎng)關接收無線智能振動傳感器數(shù)據(jù)②打開瀏覽器窗口，在地址欄中輸入工業(yè)智能網(wǎng)關設備的ＩＰ地址１９２.１６８.１.１，顯示網(wǎng)關設備的管理登錄界面，輸入管理賬號和密碼，如圖所示。成功登錄智能網(wǎng)關設備的管理設置界面，可以對必須的參數(shù)進行設置?！静襟E4】

配置工業(yè)智能網(wǎng)關接收無線智能振動傳感器數(shù)據(jù)③首先需要對工業(yè)智能網(wǎng)關的ＬｏＲａＷＡＮ網(wǎng)關參數(shù)進行設置。進入到ＬｏＲａＷＡＮ網(wǎng)關參數(shù)設置界面，對相關參數(shù)進行基本設置，如圖所示?！静襟E4】

配置工業(yè)智能網(wǎng)關接收無線智能振動傳感器數(shù)據(jù)④接下來需要將無線智能振動傳感器以添加設備的方式添加到工業(yè)智能網(wǎng)關的設備節(jié)點中。進入工業(yè)智能網(wǎng)關的設備節(jié)點列表界面，單擊“Ｃｒｅａｔｅ”按鈕，如圖所示?！静襟E4】

配置工業(yè)智能網(wǎng)關接收無線智能振動傳感器數(shù)據(jù)④添加新的設備節(jié)點，在彈出的界面中輸入傳感器設備的相關信息，如圖所示，這些信息可以通過產(chǎn)品說明或相關軟件中查詢得到。⑤完成無線智能振動傳感器設備節(jié)點的添加之后，就可以將傳感器所采集到的數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)皆摴I(yè)智能網(wǎng)關中。任務測驗選擇題

A.現(xiàn)場總線B.窄帶物聯(lián)網(wǎng)C.工業(yè)以太網(wǎng)D.時間敏感網(wǎng)絡下列不屬于工業(yè)有線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術的是（）。A.藍牙B.Wi-FiC.工業(yè)以太網(wǎng)D.窄帶物聯(lián)網(wǎng)下列不屬于工業(yè)無線通信與數(shù)據(jù)傳輸技術的是（）A.RS-232CB.RS-422C.RS-485D.網(wǎng)口

下列不屬于串行接口的是（）簡答題任務測驗1.簡述工業(yè)網(wǎng)絡通信的分類。2.簡述過程數(shù)據(jù)。3.列舉常用的現(xiàn)場總線協(xié)議。

項目01工業(yè)數(shù)據(jù)采集技術概述項目02工業(yè)數(shù)據(jù)采集與設備安裝工業(yè)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡建設項目04項目03工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理項目05工業(yè)數(shù)據(jù)上云項目06工業(yè)數(shù)據(jù)采集綜合應用工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與處理03項目工業(yè)數(shù)據(jù)處理是智能制造等現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)模式中的重要環(huán)節(jié)，有助于提高生產(chǎn)效率、降低成本、優(yōu)化運營管理、提高產(chǎn)品質量和提供決策支持等。工業(yè)數(shù)據(jù)處理是一個復雜的過程，需要對各種數(shù)據(jù)處理技術和方法有一定的了解和應用能力，同時還需要結合具體的應用場景和需求，選擇合適的處理方法和工具，以實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的智能化和自動化。任務描述本任務主要介紹工業(yè)數(shù)據(jù)處理的相關知識，包括工業(yè)數(shù)據(jù)處理的基本概念、數(shù)據(jù)采集處理、在線實時處理、數(shù)據(jù)存儲、離線延時處理等相關內(nèi)容。工業(yè)數(shù)據(jù)在業(yè)務邏輯上大致可以分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層和數(shù)據(jù)展現(xiàn)層３個部分，如圖所示。根據(jù)不同的應用場景，還可以細分為更多的層次，如數(shù)據(jù)處理可以分為元數(shù)據(jù)管理層、數(shù)據(jù)交互層、數(shù)據(jù)分析層等。工業(yè)數(shù)據(jù)處理概述1知識鏈接１.數(shù)據(jù)解析工業(yè)數(shù)據(jù)解析是在工業(yè)領域中，對所收集和存儲的數(shù)據(jù)進行處理、分析和解釋的過程，其目的是提取數(shù)據(jù)中的有用信息或知識，以指導生產(chǎn)、優(yōu)化流程、預測故障、調(diào)整參數(shù)等。數(shù)據(jù)采集處理2知識鏈接①數(shù)據(jù)清洗；②數(shù)據(jù)整合；③數(shù)據(jù)分類；

④數(shù)據(jù)可視化；⑤數(shù)據(jù)挖掘；⑥模型構建與優(yōu)化；⑦數(shù)據(jù)應用工業(yè)數(shù)據(jù)解析需要結合具體的應用場景和需求，選擇合適的分析方法和工具，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的深度分析和智能模型開發(fā)工作與決策可視展示，同時也可以將其提供給各類細分專業(yè)業(yè)務系統(tǒng)，對其進行進一步的利用。工業(yè)數(shù)據(jù)解析常見的步驟工業(yè)數(shù)據(jù)規(guī)范是對工業(yè)數(shù)據(jù)管理過程中的數(shù)據(jù)質量、數(shù)據(jù)流程、數(shù)據(jù)安全等方面進行規(guī)定的一套標準和規(guī)范。工業(yè)數(shù)據(jù)規(guī)范是工業(yè)數(shù)字化轉型和發(fā)展的重要基礎，它可以提高工業(yè)數(shù)據(jù)的質量和可靠性，促進工業(yè)數(shù)據(jù)的共享和利用，保障工業(yè)數(shù)據(jù)的安全和機密性，推動工業(yè)數(shù)字化轉型和發(fā)展。2.數(shù)據(jù)規(guī)范知識鏈接①統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式；②數(shù)據(jù)命名規(guī)范；③數(shù)據(jù)采集頻率；④數(shù)據(jù)存儲規(guī)范；⑤數(shù)據(jù)訪問權限；⑥數(shù)據(jù)處理規(guī)范；⑦數(shù)據(jù)質量標準；⑧數(shù)據(jù)可視化規(guī)范；⑨數(shù)據(jù)應用規(guī)范

工業(yè)數(shù)據(jù)規(guī)范的要求數(shù)據(jù)清洗也稱為數(shù)據(jù)凈化，是從數(shù)據(jù)源中刪除或者更正“臟”數(shù)據(jù)的過程。數(shù)據(jù)清洗的目的是嚴格把控數(shù)據(jù)質量，防止“臟”數(shù)據(jù)流到下游，影響數(shù)據(jù)的使用。數(shù)據(jù)清洗過程一般是將數(shù)據(jù)抽取到臨時中間層，進行數(shù)據(jù)審查、過濾和校驗，去除噪聲數(shù)據(jù)、刪除重復信息、糾正錯誤并維護數(shù)據(jù)的一致性，是一個發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)質量問題并糾正數(shù)據(jù)的過程。3.數(shù)據(jù)清洗知識鏈接①缺失值處理；②數(shù)據(jù)過濾；③數(shù)據(jù)平滑；④異常檢測；⑤數(shù)據(jù)屬性變換；⑥數(shù)據(jù)標準化；

數(shù)據(jù)清洗的方法隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，各種傳感器、監(jiān)控設備等智能化設備被廣泛應用，大量的實時數(shù)據(jù)不斷地被自動化控制系統(tǒng)獲取，這些數(shù)據(jù)包含著大量的信息和價值。實時數(shù)據(jù)處理技術可以對這些數(shù)據(jù)進行迅速處理，實現(xiàn)對自動化控制系統(tǒng)的實時監(jiān)測和控制。例如，在自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程中，運用實時數(shù)據(jù)處理技術可以實現(xiàn)對生產(chǎn)線的實時狀態(tài)監(jiān)測、預測與分析，從而保證整個生產(chǎn)線的高效性和穩(wěn)定性。在線實時處理3知識鏈接

在線實時處理3知識鏈接實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)處理技術的具體方法有如圖所示的幾種。

在線實時處理3知識鏈接數(shù)據(jù)實時處理在工業(yè)制造中的應用主要包含如圖所示的幾個方面。

在線實時處理3知識鏈接實時數(shù)據(jù)處理的重要性主要體現(xiàn)在如圖所示的幾個方面。

數(shù)據(jù)存儲4知識鏈接目前，工業(yè)數(shù)據(jù)存儲方式主要有如圖所示的幾種。

常見的工業(yè)數(shù)據(jù)存儲設備知識鏈接設備名稱說明磁帶機磁帶機是一種古老的存儲設備，但在某些方面仍然非常實用。它們可以提供非常高的存儲密度，同時存儲成本相對較低。此外，磁帶機的存儲時間可以長達數(shù)十年，非常適合長期存儲大量數(shù)據(jù)。但是，磁帶機的讀寫速度較慢，且需要定期進行數(shù)據(jù)備份。光盤塔/光盤庫/光盤網(wǎng)絡鏡像服務器光盤塔、光盤庫和光盤網(wǎng)絡鏡像服務器是目前最好的多媒體海量信息存儲載體或重要文獻資料備份媒體。它們的存儲容量巨大，成本低廉，體積小巧，信息保存時間可長達100年至300年。這些設備通過將保存有大量不同信息的幾十張甚至幾百張光盤組合起來使用，以實現(xiàn)海量信息的網(wǎng)絡存取。數(shù)據(jù)中心存儲設備隨著云計算和大數(shù)據(jù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心存儲設備已成為不可或缺的一部分。這些設備主要包括各種類型的服務器、存儲陣列、備份設備和網(wǎng)絡設備等。它們可以提供非常高的存儲容量、讀寫速度和數(shù)據(jù)處理能力，以滿足各種復雜的數(shù)據(jù)中心需求。閃存盤/固態(tài)硬盤（SSD）閃存盤和固態(tài)硬盤是近年來逐漸普及的存儲設備。它們采用閃存技術，具有體積小、速度快、穩(wěn)定性高等優(yōu)點。與傳統(tǒng)的機械硬盤相比，閃存盤和固態(tài)硬盤的讀寫速度更快，更適合用于高并發(fā)訪問、持久性存儲和共享訪問。知識鏈接（１）數(shù)據(jù)備份與恢復數(shù)據(jù)備份是保障工業(yè)數(shù)據(jù)安全的重要環(huán)節(jié)，可以防止數(shù)據(jù)丟失、損壞或被篡改。因此，建立完善的數(shù)據(jù)備份和恢復機制是非常必要的。一方面，需要定期對數(shù)據(jù)進行備份，并保證備份數(shù)據(jù)的可用性和完整性；另一方面，在數(shù)據(jù)發(fā)生故障或意外刪除后，需要能夠迅速恢復數(shù)據(jù)，以避免生產(chǎn)停頓或不良影響。如何實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的存儲安全知識鏈接（２）數(shù)據(jù)加密工業(yè)數(shù)據(jù)的加密是保障數(shù)據(jù)安全的重要手段之一。數(shù)據(jù)加密可以防止未經(jīng)授權的訪問和惡意攻擊，保證數(shù)據(jù)的保密性。在工業(yè)數(shù)據(jù)存儲過程中，可以采用磁盤加密、文件加密、數(shù)據(jù)庫加密等多種方式對數(shù)據(jù)進行加密處理。如何實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的存儲安全（３）訪問控制訪問控制是保障工業(yè)數(shù)據(jù)存儲安全的重要措施。通過對不同用戶或組賦予不同的權限，能夠限制用戶對數(shù)據(jù)的訪問權限，防止數(shù)據(jù)泄露。訪問控制可以通過設置密碼、使用ＶＰＮ等方式實現(xiàn)。知識鏈接（４）數(shù)據(jù)脫敏工業(yè)數(shù)據(jù)處理過程中，需要對敏感數(shù)據(jù)進行脫敏處理，以避免數(shù)據(jù)泄露和濫用。數(shù)據(jù)脫敏可以通過替換、模糊化、匿名化等方式實現(xiàn)，從而保護數(shù)據(jù)的隱私和安全。如何實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的存儲安全（５）數(shù)據(jù)中心安全數(shù)據(jù)中心是工業(yè)數(shù)據(jù)存儲的重要場所，因此數(shù)據(jù)中心的安全也是保障工業(yè)數(shù)據(jù)存儲安全的重要環(huán)節(jié)?？梢酝ㄟ^采用虛擬化技術、云計算技術等手段提高數(shù)據(jù)中心的使用效率，同時也可以采用多重備份等技術手段提高數(shù)據(jù)中心的安全性和可靠性。知識鏈接１.離線數(shù)據(jù)離線數(shù)據(jù)是相對在線數(shù)據(jù)而言的。所謂在線數(shù)據(jù)，就是可以通過數(shù)據(jù)采集終端直接采集到的數(shù)據(jù)，如適配器對接設備控制器后直接采集到的數(shù)據(jù)，反之，離線數(shù)據(jù)就是不能通過數(shù)據(jù)采集終端直接采集的數(shù)據(jù)。離線延時處理5知識鏈接２.數(shù)據(jù)倉庫離線數(shù)據(jù)處理流程在數(shù)據(jù)驅動的時代，數(shù)據(jù)倉庫成為企業(yè)分析和利用數(shù)據(jù)的重要手段。數(shù)據(jù)倉庫將來自各個數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)整合到一起，進行統(tǒng)一的管理和查詢。在數(shù)據(jù)倉庫中，離線數(shù)據(jù)處理流程是一個關鍵環(huán)節(jié)，它主要涉及數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)清洗、數(shù)據(jù)轉換和數(shù)據(jù)裝載等環(huán)節(jié)。①數(shù)據(jù)采集；②數(shù)據(jù)清洗；③數(shù)據(jù)轉換；④數(shù)據(jù)裝載離線延時處理5知識鏈接離線延時處理5在進行離線數(shù)據(jù)處理時，需要注意如圖所示的幾個方面。掌握振動傳感器數(shù)據(jù)處理與分析任務實施【任務目的】掌握數(shù)據(jù)的處理方法理解工業(yè)設備各部分數(shù)據(jù)信息了解無線振動傳感器的優(yōu)勢【步驟1】

處理工業(yè)智能網(wǎng)關所接收到的數(shù)據(jù)①在計算機中打開瀏覽器窗口，在地址欄中輸入工業(yè)智能網(wǎng)關設備的ＩＰ地址和Ｎｏｄｅ－ＲＥＤ的端口號（默認為１８８０），如１９２.１６８.１.１：１８８０，登錄成功后顯示如圖所示的界面。【步驟1】

處理工業(yè)智能網(wǎng)關所接收到的數(shù)據(jù)②目前，大多數(shù)智能傳感器設備都會提供相應的數(shù)據(jù)采集程序。接下來就需要導入無線智能振動傳感器設備所提供的數(shù)據(jù)采集Ｎｏｄｅ－ＲＥＤ程序，如圖所示，這樣就可以根據(jù)該程序來查看和分析傳感器所采集的數(shù)據(jù)了?！静襟E1】

處理工業(yè)智能網(wǎng)關所接收到的數(shù)據(jù)③單擊界面右上角的“部署”按鈕，程序會對無線智能振動傳感器所采集的數(shù)據(jù)進行自動分析和處理。單擊界面中“儀表板”選項卡中的“展開”圖標，如圖所示?！静襟E2】

查看和分析無線智能振動傳感器所采集的數(shù)據(jù)打開無線智能振動傳感器設備的數(shù)據(jù)監(jiān)控界面，顯示傳感器設備的實時數(shù)據(jù)處理和分析結果，如圖所示。界面中各部分所顯示數(shù)據(jù)說明如下：①傳感器設備的基本信息。②傳感器設備的三軸實時速度及加速度值。③傳感器設備的實時溫度值。④傳感器設備的警告提示信息。⑤傳感器設備的速度均方根值的趨勢圖。⑥傳感器設備的濕度趨勢圖?！静襟E3】

數(shù)據(jù)趨勢圖曲線分析如圖所示為無線智能振動傳感器設備所采集到的速度均方根值的趨勢圖，Ｎｏｄｅ－Ｒｅｄ面板顯示的電動機運行速度分別為１００ｒ／ｍｉｎ、５００ｒ／ｍｉｎ、１５００ｒ／ｍｉｎ時的Ｘ軸速度均方根值趨勢曲線。通過對上圖分析可看出，電動機速度變化時，采集到的曲線也會相應變化。電動機短時停機，狀態(tài)可實時在曲線上顯示出來。通過分析算法，可將異常特征點識別出來，用于協(xié)助設備診斷、預警和維護?！静襟E4】

將設備數(shù)據(jù)上傳云端進行分析將工業(yè)智能網(wǎng)關連接到可以上網(wǎng)的路由器或４Ｇ／５Ｇ網(wǎng)絡信號，經(jīng)過簡單的網(wǎng)絡設置，即可將無線智能振動傳感器設備所采集并傳輸?shù)焦I(yè)智能網(wǎng)關中的數(shù)據(jù)上傳到云端、數(shù)據(jù)庫或ＳＣＡＤＡ軟件，然后根據(jù)云端的算法來對數(shù)據(jù)做進一步的分析，從而實現(xiàn)設備的診斷、趨勢分析和預測性維護。【步驟5】

無線智能振動傳感器的優(yōu)勢①產(chǎn)品體積小巧，無需任何接線，安裝方式靈活，使用簡單。②電池供電，在每１５分鐘傳輸一次數(shù)據(jù)的情況下，續(xù)航時間可達兩年，基本免維護。③具有邊緣計算功能，直接計算出符合ＩＳＯ１０８１６的特征值，設定ｈｉｇｈ／ｈｉｇｈ－ｈｉｇｈ警戒值，并上傳至云端，方便云端進行數(shù)據(jù)分析?！静襟E5】

無線智能振動傳感器的優(yōu)勢④監(jiān)測非常靈活，設備工作狀態(tài)稍有變化，即可通過的特征值反映出來。⑤數(shù)據(jù)采集持續(xù)穩(wěn)定，長時間監(jiān)測未發(fā)現(xiàn)通信中斷或數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象。⑥可實現(xiàn)對設備不間斷監(jiān)測，實時了解工作狀態(tài)，方便對設備進行趨勢分析和預測性維護。任務測驗選擇題

A.工業(yè)數(shù)據(jù)解析B.工業(yè)數(shù)據(jù)規(guī)范C.工業(yè)數(shù)據(jù)采集D.數(shù)據(jù)清洗