基于 zephyr_framework 的工业边缘网关参考设计。支持 CAN/485/Modbus/以太网多工业协议、自适应阈值异常检测、多云平台数据上云、断网续传。
👤 硬核嵌入式 —— 电气自动化转行嵌入式，正在用这套框架让一台两轮平衡车真正站起来（已实现首次自主站立 42s，全程真机实录） 📝 连载：知乎《平衡车调试笔记》·《真实工程重构实录》 ｜ 📮 公众号「硬核嵌入式」 ｜ 🌍 知识星球「硬核嵌入式」 ｜ 📺 B 站「硬核嵌入式」 👉 完整介绍与内容索引
| 项 | 值 |
|---|---|
| 版本 | v2.0 |
| 目标硬件 | 野火 RT1052 Pro / STM32H743 Pro / Nucleo L4R5ZI（验证） |
| 开源许可 | GPL-3.0（开源层）+ 商业模块授权（Pro 层） |
src/gateway/
├── gateway_init.c # 业务入口：事件订阅总控
├── gateway_events.h/c # 事件类型定义 + JSON 格式化
├── gateway_config.h # 模块公共配置 + SYS_INIT 优先级
├── protocol_can.c/h # CAN 总线数据采集
├── protocol_modbus.c/h # Modbus RTU Master (UART/485)
├── network_manager.c/h # 网络链路状态管理
├── protocol_mqtt.c/h # MQTT 连接管理 + 认证接口
├── anomaly_detection.c/h # 滑动窗口自适应阈值异常检测
├── cloud_upload.c/h # 云数据上传业务（JSON格式化 + 速率控制 + 离线缓存触发）
├── cloud_provider.c/h # 云平台抽象层（Provider 注册表 + 多播分发）
├── cloud_private.c/h # 私有 MQTT Broker Provider
├── cloud_aliyun.c/h # 阿里云 IoT 平台 Provider
├── cloud_tencent.c/h # 腾讯云 IoT Hub Provider
├── cloud_aws.c/h # AWS IoT Core Provider
├── offline_cache.c/h # 断网续传本地缓存 (NVS)
└── webshell.c/h # Shell 命令扩展
sensor 数据流（含 CAN/Modbus 原始帧）已迁移到
data_bus（详见docs/industrial_gateway_design.md）；event_system 仅承载告警与 网络状态等低频事件。
data_simulator / protocol_can / protocol_modbus
│
│ gateway_sensor_publish()
▼
data_bus 通道 "sensor" ──┬──> anomaly_detection
│ │
│ ├──EVENT_TYPE_ANOMALY_*──> cloud_upload
│ │
│ ├──(JSON格式化 + 速率控制)
│ │
│ └──> cloud_provider_publish_all()
│ │
│ ┌───────────────────────────┼───────────────────────────┐
│ ↓ ↓ ↓
│ cloud_private cloud_aliyun cloud_tencent
│ │ │ │
│ └──> protocol_mqtt protocol_mqtt protocol_mqtt
│
└──> cloud_upload (旁路订阅)
│
(任一 Provider 失败) ──> cloud_handle_offline() ──> offline_cache
│
│(网络恢复)
└──> EVENT_TYPE_CLOUD_UPLOAD ──> cloud_upload (重发)
通过 cloud_provider 抽象层，支持单云接入或多云并行：
| 平台 | 认证方式 | 特殊需求 | Kconfig 开关 |
|---|---|---|---|
| 私有 MQTT Broker | 用户名/密码或无 | 无 | CONFIG_GATEWAY_CLOUD_PROVIDER_PRIVATE |
| 阿里云 IoT | 一机一密 HMAC-SHA1 | Alink JSON 格式 | CONFIG_GATEWAY_CLOUD_PROVIDER_ALIYUN |
| 腾讯云 IoT Hub | 密钥 HMAC-SHA256 | 设备证书 | CONFIG_GATEWAY_CLOUD_PROVIDER_TENCENT |
| AWS IoT Core | X.509 证书 mTLS | TLS 8883 + 证书链 | CONFIG_GATEWAY_CLOUD_PROVIDER_AWS |
当前限制：所有 Provider 共享 protocol_mqtt 的单一 MQTT 连接（轮流设置认证参数）。如需真正多 Broker 并行，每个 Provider 需独立管理 mqtt_client 实例。
git submodule update --init --recursive复制 framework/zephyr_config.env.template → framework/zephyr_config.env 并填写 ZEPHYR_BASE 等。
west build -b nucleo_l4r5zi -d build . -p alwayswest build -b mimxrt1050_fire -d build_rt1052 . -p alwayswest build -b stm32h743_pro -d build_h743 . -p always# 仅私有 MQTT（默认）
west build -b nucleo_l4r5zi -d build .
# 阿里云单云
west build -b nucleo_l4r5zi -d build . -DCONFIG_GATEWAY_CLOUD_PROVIDER_PRIVATE=n -DCONFIG_GATEWAY_CLOUD_PROVIDER_ALIYUN=y
# 私有云 + 阿里云 + 腾讯云 并行
west build -b nucleo_l4r5zi -d build . -DCONFIG_GATEWAY_CLOUD_PROVIDER_PRIVATE=y -DCONFIG_GATEWAY_CLOUD_PROVIDER_ALIYUN=y -DCONFIG_GATEWAY_CLOUD_PROVIDER_TENCENT=y首次构建前需一次性拉取乐鑫 Wi-Fi/BLE 闭源 blob：
west blobs fetch hal_espressif（若报429 Too Many Requests，属临时限流，增量重试即可）。
推荐用脚本，一行即可（自动叠加 Wi-Fi conf，并生成可直接烧 0x0 的合并镜像 zephyr_flash_0x0.bin）：
.\scripts\build.ps1 -Board esp32c6_devkitm -BuildDir build_esp32c6或直接用 west（-D 参数须加单引号，否则 PowerShell 会在 .conf 处误拆参数）：
west build -b esp32c6_devkitm -d build_esp32c6 . -p always -- '-DEXTRA_CONF_FILE=boards/esp32c6_devkitm_esp32c6_hpcore.conf'boards/esp32c6_devkitm_esp32c6_hpcore.conf 开启 CONFIG_WIFI / CONFIG_CONNECTIVITY_BACKEND_WIFI /
CONFIG_PROVISIONING_SHELL 等，详见文件头注释。ESP32-C6 为 Simple Boot，zephyr.bin 已含镜像头，
烧录用 esptool --chip esp32c6 write-flash 0x0 build_esp32c6\zephyr\zephyr_flash_0x0.bin。
烧录后用 prov set-wifi <ssid> <psk> 注入凭据（持久化到 NVS），
再调用 connectivity_module_connect(CONNECTIVITY_LINK_WIFI)（或对应业务入口）发起连接。
.\scripts\build.ps1 -Board nucleo_l4r5zi
# esp32c6_devkitm 会自动叠加 Wi-Fi conf 并生成 0x0 合并镜像，无需手动传 -WestExtra
.\scripts\build.ps1 -Board esp32c6_devkitm -BuildDir build_esp32c6| 命令 | 说明 |
|---|---|
gateway status |
显示所有模块状态 |
can stats |
CAN 接收/发送/错误统计 |
modbus read <addr> <count> |
手动读取 Modbus 保持寄存器 |
anomaly config <sensor> <w> <c> [e] |
配置异常检测阈值 |
cloud status |
所有已启用云平台的连接状态 |
cache info |
离线缓存条目数 |
cache clear |
清空离线缓存 |
module list |
列出所有已注册模块及其依赖 |
本设计采用开源层 + 商业层的双层 demo 策略：
| 功能 | 开源层 | 商业层（Pro） |
|---|---|---|
| 异常检测 | 本地告警（屏幕打印） | 事件路由 + 速率限制 + 持久化 |
| 黑匣子 | 仅实时事件流 | 事件持久化 + 回放 |
| OTA | MCUboot 基础引导 | A/B 槽 + ECDSA 签名 + 灰度 |
| WebShell | 基础命令 | RBAC + 审计日志 + TLS |
| 多云接入 | 基础 MQTT + 阿里云 | 全平台适配 + 自动容灾 + 流量计费 |
商业层功能在代码中用 #ifdef CONFIG_USE_EVENT_SYSTEM_PRO 包裹，升级时应用代码零修改。
见 docs/industrial_gateway_design.md。
framework/为子模块，不动核心代码src/gateway/为业务代码，完全开源boards/为本项目设备树 overlay，不覆盖 framework 中的文件
本项目基于的 Zeplod 框架由【硬核嵌入式】独立开发维护（知乎 / 公众号 / 知识星球 / B 站同名；CSDN 为「硬核开源」）——电气自动化出身、从 PLC 行业转行嵌入式；项目在 AI 大模型辅助下开发、设计与调试，所有结论经构建、测试与真机实验验证。
围绕该框架的系列内容（连载中）：
- 📝 知乎专栏：《真实工程重构实录》（框架怎么造、怎么崩、怎么修）·《平衡车调试笔记》（真机调试破案实录）
- 🚗 实战载体：基于该框架的两轮自平衡车已实现首次自主站立（42s），整车 turnkey 工程将在调试收官后开放
- 📮 公众号「硬核嵌入式」：项目月度进度
- 🌍 知识星球「硬核嵌入式」：完整调试实录、可复现工程资料与答疑
- 📺 B 站：真机实战视频连载