2019 年承接某汽车零部件集团定制化物联网网关项目,旨在解决其 8 个生产基地的设备数据孤岛问题,实现全厂区设备状态监控与数据分析。项目周期 18 个月,团队核心成员 6 人,本人担任硬件驱动与协议栈开发负责人。
网关硬件基于 TI AM335x 处理器设计,搭载 Linux 4.14 内核,集成 4G 模块与工业级以太网芯片,支持 - 40℃至 85℃宽温工作环境。软件架构采用分层设计,底层实现 12 种工业总线协议驱动(含 Modbus RTU/TCP、Profinet IO、EtherCAT 等),中间层开发协议转换引擎,通过自定义映射算法实现异质协议数据实时转换,上层部署边缘计算模块,支持 Python 脚本进行本地化数据预处理。
项目关键突破在于解决三大技术难点:一是开发动态协议适配机制,通过配置文件而非重新编译实现新协议接入,现场调试效率提升 70%;二是设计基于时间窗的数据包压缩算法,将 CAN 总线上的高频振动数据传输量减少 62%;三是构建双机热备冗余架构,通过心跳检测与无缝切换技术将系统可用性提升至 99.99%。
项目部署后,实现 3200 余台生产设备(包括焊接机器人、CNC 机床、恒温烘箱等)的实时数据采集,数据传输延迟稳定在 5ms 以内。通过边缘侧异常检测算法,提前预警设备故障 37 起,避免停线损失超 200 万元。该网关后续被推广至航空航天、精密电子等领域,累计出货量达 1.2 万台,获 2021 年度工业物联网创新产品奖。