Asaakii
四川能投云电科技有限公司 · 2023.06 — 2026.02

工业数据采集与二次开发

开发 Modbus 双协议解析模块支撑设备数据稳定采集，基于 ThingsBoard 定制可视化组件与告警规则引擎。

Pipeline
IoT Pipeline · 从设备到可视化
工业设备
协议解析
数据适配服务
IoT 平台
告警引擎
可视化交付
2
协议支持
稳定
数据采集
定制
可视化组件
标准化
数据源
Project Outcomes
  • 开发 Modbus RTU + TCP 双协议解析模块，实现对现场工业设备数据的稳定采集
  • 通过 Python 数据适配服务对接 ThingsBoard IoT 平台，提供标准化 RESTful API 数据源
  • 基于 ThingsBoard 定制多套可视化 Widget 组件，满足电厂运维团队的个性化监控需求
  • 配置告警规则引擎实现设备异常自动检测与分级告警推送，缩短故障发现时间
Project Background

电厂现场运行着大量工业设备（传感器、PLC、仪表等），设备数据是智慧电厂一切上层应用的基础。但现场设备普遍采用 Modbus 工业协议（RTU 串口通信和 TCP 以太网通信两种模式），与上层 IT 系统之间存在协议鸿沟。同时，运维团队需要直观的数据可视化界面来监控设备运行状态和异常告警，但 ThingsBoard IoT 平台的默认组件无法满足电厂定制化需求。本项目从底层协议解析到上层可视化交付，打通工业设备数据到业务展示的完整链路，为智慧电厂的数据驱动决策提供标准化数据源。

My Role

独立负责工业数据采集全链路开发：研究 Modbus RTU/TCP 协议规范并实现双协议解析模块；使用 Python 开发数据适配服务与 RESTful API 对接 ThingsBoard；基于 JavaScript/HTML/CSS 定制可视化 Widget 组件（实时数据面板、趋势曲线、告警仪表盘等）；配置告警规则引擎实现设备异常自动检测与推送；完成前端可视化页面的完整开发与交付。

Tech Stack
Modbus RTU/TCP Python ThingsBoard JavaScript HTML / CSS RESTful API pymodbus MQTT
Protocol Specs
Protocol Medium Data Types Use Case
Modbus RTU RS-485 串口 Holding / Input Register, Coil 近距离有线设备（传感器、仪表）
Modbus TCP 以太网 TCP/IP Holding / Input Register, Coil 远距离网络设备（PLC、网关）
MQTT TCP/IP JSON Telemetry 设备 → ThingsBoard 遥测上报
REST API HTTP/HTTPS JSON 适配服务 → IoT 平台属性写入
Key Highlights

Modbus 双协议解析模块

  • 实现 Modbus RTU（串口 RS-485）和 Modbus TCP（以太网）双协议解析，覆盖电厂现场两类主流设备通信方式
  • 基于 pymodbus 库封装统一读写接口，支持 Holding Register、Input Register、Coil 等多种寄存器类型读取
  • 设计自动重连与异常恢复机制：串口断开或 TCP 超时后自动重试，确保数据采集链路稳定可靠
Modbus RTU Modbus TCP pymodbus RS-485

数据适配与标准化

  • 使用 Python 开发数据适配服务，将 Modbus 原始寄存器值转换为业务语义数据（温度、压力、流量等）
  • 通过 RESTful API 和 MQTT 双通道对接 ThingsBoard IoT 平台，实时上报设备遥测数据
  • 设计数据校验规则：过滤异常值（量程越界、突变检测），确保上报数据质量
Python RESTful API MQTT 数据校验

ThingsBoard 可视化定制

  • 基于 ThingsBoard Widget API 使用 JavaScript/HTML/CSS 定制多套可视化组件（实时数据面板、趋势曲线图、设备状态卡片等）
  • 开发告警仪表盘：按区域和设备类型分组展示告警状态，支持历史告警查询与统计分析
  • 独立完成前端可视化页面的设计、开发与交付，满足运维团队日常监控需求
ThingsBoard JavaScript Widget API 数据可视化

告警规则引擎配置

  • 基于 ThingsBoard 规则链引擎配置多级告警策略：设备离线告警、阈值越限告警、趋势异常告警
  • 告警分级机制：按严重程度（紧急/重要/一般）分类，不同等级触发不同通知渠道与响应流程
  • 告警恢复自动确认：设备数据恢复正常后自动清除告警状态，减少人工干预
规则链 告警策略 分级告警 自动恢复
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