双模Modbus网关设计

项目概述

本项目聚焦工业物联网领域，打造集边缘智能网关、云端数据平台与多端应用于一体的全栈解决方案。依托自主研发的双模工业智能网关（支持 4G 与 WiFi 通信模式），构建 "云 - 边 - 端" 协同架构，实现工业设备数据的实时采集、稳定传输、智能处理及远程控制，为工业数字化、智能化升级提供底层技术支撑与上层应用服务。

演示视频：【此乃刘同学】双模Modbus网关设计_哔哩哔哩_bilibili

核心技术架构与创新

一、自研双模工业智能网关（边端核心）

多模通信适配创新集成 4G 蜂窝网络与 WiFi 无线通信模块，支持双网链路热备份与智能切换：

1. 4G 模式保障广域覆盖场景下的稳定联网，适用于户外设备、偏远厂区等网络基建薄弱区域；
2. WiFi 模式实现局域网络高速数据传输，降低长连接场景下的流量成本；
3. 支持 TCP Modbus、TCP、MQTT 等工业级通信协议，兼容主流物联网云平台（如新大陆云平台）的数据交互规范。

高精度数据采集体系

1. 基于 RS485 总线构建 Modbus 传感器接入方案，集成硬件级 CRC-16 校验模块，对采集数据进行实时校验与纠错，数据可靠性达 99%；
2. 支持自定义数据采集策略，可配置周期性主动采集、事件触发采集等模式，适配不同工业场景的实时性需求；
3. 内置定时器与缓存机制，确保断网场景下数据本地暂存，网络恢复后自动续传，避免数据丢失。

设备连接管理机制

1. 智能心跳监测系统：按预设周期（默认2分钟）发送心跳包，实时上报设备状态；
2. 唯一设备标识体系：采用 MAC 地址 ，支持多个设备接入时的精准识别与管理；
3. 丰富扩展接口：预留 RS232 调试接口（支持 1200-115200bps 波特率自适应）、LoRa 无线模块接口（支持 433/868/915MHz 多频段，传输距离达 3km@100mW），兼容串口设备、无线传感器网络及多网关级联组网。

二、云端平台与数据服务

全栈安全体系

1. 接入层：采用新大陆云平台推荐的 OAuth 2.0 鉴权机制，通过 "账号密码 + SecretKey + 非对称加密 token" 三级认证体系，防止中间人攻击与密钥泄露；
2. 传输层：支持 TLS 1.3 加密传输，数据链路层采用 AES-256 加密算法，满足工业级数据安全标准；

多端应用生态

1. 微信小程序：轻量化移动终端，支持设备状态实时监控、执行器快捷控制（一键启停、参数调节）；
2. Qt 客户端：跨平台桌面应用（支持 Windows/Linux）；
3. Web 管理平台：B/S 架构核心管理端，集成设备批量配置、网络拓扑可视化等管理模块。

核心技术架构与创新

5/31：优化布线