Linux系统配置指南：智能制造与工业物联网开发环境

1. 系统选择与基础配置

推荐Linux发行版

• Ubuntu LTS (20.04/22.04)：稳定性高，社区支持完善
• Debian：稳定性极佳，适合生产环境
• Fedora IoT：专为物联网优化的版本
• Yocto Project：构建定制嵌入式Linux系统的理想选择

基础配置步骤

# 更新系统
sudo apt update && sudo apt upgrade -y

# 安装基础开发工具
sudo apt install -y build-essential git cmake python3-pip

# 设置静态IP（生产环境推荐）
sudo nano /etc/netplan/01-netcfg.yaml

2. 工业协议栈安装与配置

OPC UA支持

# 安装open62541 (OPC UA开源实现)
sudo apt install -y libopen62541-dev

# 或从源码编译
git clone https://github.com/open62541/open62541.git
cd open62541
mkdir build && cd build
cmake -DUA_ENABLE_AMALGAMATION=ON ..
make
sudo make install

Modbus支持

# 安装libmodbus
sudo apt install -y libmodbus-dev

# Python Modbus库
pip install pymodbus

PROFINET/工业以太网支持

# 安装Snort（工业网络安全）
sudo apt install -y snort

# PROFINET工具链（可能需要供应商特定SDK）

3. 时序数据库与数据处理

InfluxDB安装

# 安装InfluxDB
wget https://dl.influxdata.com/influxdb/releases/influxdb2_2.7.1-1_amd64.deb
sudo dpkg -i influxdb2_2.7.1-1_amd64.deb
sudo systemctl start influxdb
sudo systemctl enable influxdb

Grafana安装（可视化）

# 安装Grafana
sudo apt install -y apt-transport-https
sudo apt install -y software-properties-common wget
wget -q -O - https://packages.grafana.com/gpg.key | sudo apt-key add -
echo "deb https://packages.grafana.com/oss/deb stable main" | sudo tee -a /etc/apt/sources.list.d/grafana.list
sudo apt update
sudo apt install -y grafana
sudo systemctl start grafana-server
sudo systemctl enable grafana-server

4. 边缘计算框架

Node-RED安装

# 安装Node.js
curl -fsSL https://deb.nodesource.com/setup_18.x | sudo -E bash -
sudo apt install -y nodejs

# 安装Node-RED
sudo npm install -g --unsafe-perm node-red
node-red

K3s轻量级Kubernetes

# 安装K3s
curl -sfL https://get.k3s.io | sh -

# 检查状态
sudo k3s kubectl get nodes

5. 容器化与虚拟化

Docker安装

# 安装Docker
sudo apt install -y docker.io
sudo systemctl enable --now docker

# 添加用户到docker组
sudo usermod -aG docker $USER
newgrp docker

Docker Compose安装

# 安装Docker Compose
sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/v2.20.3/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose
sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

6. 安全加固

基础安全配置

# 配置防火墙
sudo apt install -y ufw
sudo ufw allow 22
sudo ufw allow 80
sudo ufw allow 443
sudo ufw enable

# 自动安全更新
sudo apt install -y unattended-upgrades
sudo dpkg-reconfigure -plow unattended-upgrades

工业网络安全工具

# 安装Suricata（入侵检测）
sudo apt install -y suricata
sudo systemctl enable --now suricata

# 安装ClamAV（恶意软件扫描）
sudo apt install -y clamav clamav-daemon
sudo freshclam

7. 开发工具与环境

Python工业库

pip install numpy pandas pymodbus opcua paho-mqtt scipy scikit-learn

ROS 2（机器人开发）

# 设置源
sudo apt install -y software-properties-common
sudo add-apt-repository universe
sudo apt update && sudo apt install -y curl gnupg lsb-release
sudo curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/ros/rosdistro/master/ros.key -o /usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg

# 安装ROS 2
echo "deb [arch=$(dpkg --print-architecture) signed-by=/usr/share/keyrings/ros-archive-keyring.gpg] http://packages.ros.org/ros2/ubuntu $(source /etc/os-release && echo $UBUNTU_CODENAME) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/ros2.list > /dev/null
sudo apt update
sudo apt install -y ros-humble-desktop

8. 性能监控与优化

实时内核（可选）

# Ubuntu实时内核安装
sudo apt install -y linux-image-rt-5.15.0-101-generic linux-headers-rt-5.15.0-101-generic

性能监控工具

# 安装基础监控工具
sudo apt install -y htop iotop iftop nmon sysstat

# 安装Netdata（实时监控）
bash <(curl -Ss https://my-netdata.io/kickstart.sh)

9. 备份与恢复策略

自动化备份

# 安装rsnapshot
sudo apt install -y rsnapshot

# 配置/etc/rsnapshot.conf
# 设置定时任务
sudo crontab -e
# 添加：0 4 * * * /usr/bin/rsnapshot daily

10. 持续集成/持续部署

Jenkins安装

# 安装Jenkins
wget -q -O - https://pkg.jenkins.io/debian/jenkins.io.key | sudo apt-key add -
sudo sh -c 'echo deb http://pkg.jenkins.io/debian-stable binary/ > /etc/apt/sources.list.d/jenkins.list'
sudo apt update
sudo apt install -y jenkins
sudo systemctl start jenkins

总结

以上配置为智能制造和工业物联网开发提供了全面的Linux环境支持，包括： - 工业协议栈支持(OPC UA, Modbus等) - 数据处理和可视化工具 - 边缘计算框架 - 容器化和编排工具 - 安全加固措施 - 开发工具链

根据具体应用场景，可以选择性安装和配置相关组件。对于生产环境，建议进行额外的性能调优和安全审计。