Modbus轉TCP/IP到AWS雲端：大型設施儀表監測系統完整導入指南

Q: ATLANTIS為什麼不提供完整的雲端+應用層解決方案？

我們專注於工業儀表與邊緣計算。雲端開發與應用層應由您的開發團隊或AWS認證商負責。分工更專業、更靈活。

Q: 邊緣網關可以離線運作嗎？

可以。邊緣網關內建72小時本地快取。無網路時仍可獨立運作，恢復後自動補傳數據。

Q: 預警通知延遲有多久？

總計約30~40秒：邊緣檢測(&amp;lt; 1秒) → 上傳AWS(&amp;lt; 2秒) → Lambda處理(&amp;lt; 1秒) → SNS/Line(&amp;lt; 30秒)

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三, 09/09/2026 - 09:16

核心重點：昶特ATLANTIS提供Modbus儀表與邊緣網關採集解決方案，從現場測點到邊緣計算層完全負責。AWS雲端部署、應用層開發與整合由客戶自行負責。本指南提供完整的技術銜接範例，讓您的開發團隊無縫整合。

系統架構四層分責說明

層級	功能說明	ATLANTIS負責	客戶自行負責
第一層：儀表層	壓力錶、溫度計、流量錶等Modbus儀表	✅ 設備供應、規格選型、校正認證	—
第二層：採集層（邊緣網關）	讀取Modbus儀表，協議轉換，本地邏輯處理	✅ 網關供應、RS485配線、Modbus輪詢配置、本地緩存、故障診斷	—
第三層：網路傳輸層	邊緣網關→AWS之間的網路連線、協議選擇、加密傳輸	✅ 提供HTTP/MQTT兩種接口，協議文件與認證方式	✅ 網路環境配置、防火牆開放、VPN設置（如需要）
第四層：雲端處理層	AWS Lambda、DynamoDB、數據存儲、預警邏輯、API開發	—	✅ 完全由客戶負責。我們提供API對接文件與範例代碼
第五層：應用層	Drupal儀表板、Google Chart圖表、SMS/Line預警	—	✅ 完全由客戶負責。我們提供API格式與集成範例

🔴 重要：應用層責任邊界

ATLANTIS提供的邊緣網關只負責「數據採集與本地處理」。若您需要雲端監測、預警通知、儀表板展示，這些完全由您的開發團隊透過AWS服務自行建置。我們提供API文件與Python範例代碼供參考，但不提供云端部署或應用開發服務。

第一部份：ATLANTIS負責範疇——邊緣網關架構

1.1 典型的三層邊緣網關架構

第一層：感測器側（您的現場儀表）

Modbus RTU儀表（壓力錶、溫度計、流量錶等）
RS-485通訊線，最多127個儀表並聯
每10秒輪詢一次全部感測器

第二層：邊緣網關（ATLANTIS提供）

採集所有Modbus數據
執行本地異常檢測（隔離森林演算法）
本地快取72小時數據（網路中斷時補償）
決定哪些數據上傳，降低雲端流量

第三層：網路傳輸（由客戶配置網路環境）

邊緣網關透過企業LAN/WAN連接網際網路
支援HTTP/HTTPS或MQTT over TLS兩種協議
所有數據加密傳輸，支援VPN

1.2 邊緣網關的關鍵功能

功能	說明	好處
Modbus RTU輪詢	每10秒讀取一次所有RS485儀表	實時性強，延遲<1秒
本地緩存	若網路中斷，自動存儲72小時數據	網路恢復後自動補傳，無數據遺失
孤立森林異常檢測	在邊緣層執行ML異常檢測	不依賴雲端，故障秒級檢出
智能上傳策略	正常數據5分鐘上傳一次，異常數據即時上傳	降低AWS流量成本50~70%
雙重備援	雙SIM卡、雙網口、電池備份	99.5%可用性保證

1.3 邊緣網關上傳數據格式（ATLANTIS標準）

邊緣網關每5分鐘向您的AWS發送一次標準JSON格式。您需要在AWS後端建立HTTP/MQTT接收端點來解析此數據。

📤 邊緣網關上傳的JSON結構說明：

欄位名稱	型別	說明	範例值
gateway_id	String	邊緣網關的唯一識別碼	"GW-001"
timestamp	ISO 8601	UTC時間戳，所有測點的同步時間	"2026-09-09T14:35:00Z"
readings[]	Array	所有感測器的測值陣列	[{...}, {...}]
readings[].sensor_id	Integer	感測器編號（1~127）	1
readings[].sensor_name	String	感測器名稱，便於識別	"熱水系統壓力"
readings[].value	Float	測量值	3.5
readings[].unit	String	測量單位	"bar" / "°C" / "L/min"
readings[].status	Enum	邊緣層判斷的狀態	"normal" / "warning" / "alarm"
edge_metrics	Object	邊緣網關自身狀態（CPU、內存、網延）	{"cpu_usage": 28.5, ...}

📡 HTTP傳輸細節：

🔒 認證方式： Authorization 頭使用 Bearer Token 或 API Key
🔒 簽名驗證： X-Signature 頭包含 HMAC-SHA256(body, SECRET_KEY) — 客戶需驗證簽名防止偽造
🔒 Content-Type： application/json（UTF-8編碼）
🔒 上傳頻率： 預設5分鐘一次（客戶可自行調整）
🔒 超時設定： 網關等待AWS回應最多10秒，若超時則本地緩存，下次重傳

👉 AWS側需建立的接收端點：

✅ HTTP端點：POST /api/v1/data/push
✅ 驗證簽名：解析X-Signature，用HMAC-SHA256驗證
✅ 解析JSON：提取gateway_id、timestamp、readings陣列
✅ 寫入DynamoDB：插入sensor_readings表
✅ 檢查預警：與sensor_config比較閾值，觸發預警邏輯
✅ 返回HTTP 200：確認收訊成功

第二部份：客戶自行負責——AWS雲端整合範例

⚠️ 以下代碼由客戶開發團隊負責實現。ATLANTIS僅提供參考實現。
請確保您的開發團隊具備AWS、Python、Node.js或其他雲端開發經驗。

2.1 AWS Lambda函數邏輯 — 接收與驗證邊緣數據

AWS Lambda是無伺服器運算服務，完全由客戶部署與維護。以下是Python實現的關鍵邏輯流程：

🐍 Lambda函數的五大步驟：

✅ 步驟1：簽名驗證 — 從HTTP頭取出X-Signature，用HMAC-SHA256驗證邊緣網關身份（防止偽造數據）
✅ 步驟2：解析JSON — 提取gateway_id、timestamp、readings陣列
✅ 步驟3：閾值檢查 — 逐筆讀取sensor_config表，比較測值與high_threshold / low_threshold
✅ 步驟4：觸發預警 — 若超過閾值，寫入alarm_logs表，調用AWS SNS發送簡訊
✅ 步驟5：存儲數據 — 將完整數據寫入sensor_readings（DynamoDB時序表），記錄received_at時間戳

技術棧要求：

Python 3.9+ + boto3（AWS SDK）
DynamoDB表：sensor_readings、alarm_logs、sensor_config
環境變數：GATEWAY_SECRET_KEY（用於HMAC驗證）
IAM角色：允許Lambda讀寫DynamoDB與調用SNS
Lambda記憶體：512MB起（時序數據處理）
逾時設定：60秒

偽代碼邏輯示意：

def lambda_handler(event):
  1. 驗證簽名 = HMAC-SHA256(body, SECRET_KEY)
  2. IF 簽名無效 THEN 返回 403
  3. data = parse_json(event.body)
  4. FOR 每個 reading IN data.readings:
      config = DynamoDB_get(sensor_id)
      IF reading.value > config.high_threshold THEN
          DynamoDB_insert(alarm_logs)
          SNS_publish_SMS(config.phone_number)
  5. DynamoDB_insert(sensor_readings) # 存儲全數據
  6. return HTTP 200 success

2.2 REST API設計 — 前端Drupal查詢儀表板數據

Drupal前端通過REST API從AWS後端拉取實時數據與歷史趨勢。API可用Flask、FastAPI或AWS API Gateway實現，由客戶自行開發。

🌐 兩個核心API端點：

端點A：查詢特定感測器數據

📍 URL： GET /api/v1/dashboard/sensor/{sensor_id}
📍 參數： hours=24 (可選，預設24小時)
📍 返回格式： JSON，包含current_value、data_points陣列
📍 流程：
  (1) 接收sensor_id與hours參數
  (2) 從DynamoDB查詢過去N小時的記錄（使用分區鍵 + 排序鍵）
  (3) 提取timestamp、value、unit三個欄位
  (4) 按時間排序，返回最新值與歷史點

端點B：查詢最近預警事件

📍 URL： GET /api/v1/alarms/recent
📍 參數： hours=24 (可選)
📍 返回格式： JSON，包含alarm_logs表的預警清單
📍 流程：
  (1) 掃描alarm_logs表過去N小時的紀錄
  (2) 返回alarm_type、sensor_name、actual_value、threshold、alarm_time
  (3) 按alarm_time倒序排列

技術棧建議：

Backend框架：Flask、FastAPI 或 AWS Lambda + API Gateway
資料庫：Amazon DynamoDB（時序優化）
認證：API Key / Bearer Token
回應時間：< 500ms（前端不卡頓）
快取：CloudFront CDN（降低DynamoDB查詢次數）

2.3 Drupal儀表板集成 — Google Chart圖表

在Drupal節點中嵌入JavaScript，透過REST API拉取數據並用Google Chart繪製實時圖表。由客戶的Drupal開發人員實現。

📊 Drupal前端的五大步驟：

✅ 步驟1：載入Google Chart庫 — 從googleapis CDN下載chart loader
✅ 步驟2：調用REST API — 使用fetch()呼叫/api/v1/dashboard/sensor/{sensor_id}?hours=24
✅ 步驟3：轉換數據格式 — 將API回傳的data_points轉換為Google Chart認可的二維陣列
✅ 步驟4：設定圖表選項 — 配置標題、軸標籤、顏色、刻度等
✅ 步驟5：繪製圖表 — LineChart / ColumnChart / AreaChart取決於業務需求

技術細節：

圖表類型：LineChart（趨勢）、ColumnChart（對比）、AreaChart（累積）
資料刷新頻率：每5分鐘自動重繪一次（setInterval）
互動功能：滑鼠懸停顯示數值、可縮放時間軸、下載PNG功能
響應式設計：自適應手機、平板、桌面螢幕（使用Drupal主題）
暗主題支援：背景#0a0e27、文字#e8eef5、線條#ffa500

Drupal模組建議：

💻 Views模組 — 用於查詢與展示DynamoDB數據
💻 REST API模組 — Drupal原生支援，提供JSON序列化
💻 Custom Twig Template — 自訂前端佈局，嵌入JavaScript
💻 Block系統 — 將各個監測點分組為多個Block，靈活組合

2.4 預警通知整合 — Line與SMS

當感測器超過預警閾值時，系統自動發送通知。Line與SMS由AWS服務整合，客戶負責API金鑰與通道設置。

💬 兩種通知方式的實現邏輯：

方式A：AWS SNS發送簡訊（SMS）

📱 觸發條件： Lambda檢測到高預警或低預警
📱 呼叫方式： boto3.client('sns').publish(PhoneNumber=config['phone_number'], Message=...)
📱 訊息格式： "⚠️ [感測器名稱]異常\n現值:[值]\n預警值:[閾值]\n時間:[時間戳]"
📱 延遲時間： Lambda觸發 + SNS排隊 + 電信商送達 ≈ 2~10秒
📱 成本： AWS SNS約NT$1~2/條（取決於區域與量級）
📱 配置需求：
  (1) AWS SNS主題建立（SNS Topic）
  (2) Lambda IAM權限允許PublishToTopic
  (3) 電話號碼格式：+886912345678（國際格式）

方式B：Line Messaging API發送訊息

💬 觸發條件： 同上，Lambda偵測到異常
💬 呼叫方式： requests.post('https://api.line.biz/v2/bot/message/push', json={...})
💬 訊息格式： JSON結構，支援文字、按鈕、卡片等豐富格式
💬 延遲時間： Lambda觸發 + Line API ≈ 5~15秒
💬 成本： Line官方帳號免費（訊息推播按月計費）
💬 配置需求：
  (1) Line Official Account（Line官方帳號）
  (2) Channel Access Token（保存在Lambda環境變數）
  (3) User ID（客戶提供，用於指定接收者）

預警邏輯的虛擬流程：

IF reading.value > config.high_threshold:
  message = "⚠️ [sensor_name]超溫\n現值: [value]°C\n警值: [high_threshold]°C"
  send_SMS(config.phone_number, message)
  send_Line(config.line_id, message)
  log_alarm_to_DynamoDB(alarm_logs)

IF reading.value BACK_TO_NORMAL:
  message = "✅ [sensor_name]已恢復正常\n當前: [value]°C"
  send_SMS_and_Line(message) # 通知已恢復

技術要點：

🔐 安全性： 將Channel Access Token、API Key存在AWS Secrets Manager，勿硬編碼
🔁 重試機制： SNS/Line發送失敗時，Lambda應重試3次
⏰ 防誤報： 同一感測器在5分鐘內超過閾值僅發一條預警，避免轟炸
📊 通知追蹤： 記錄sms_status、line_status到alarm_logs表，追蹤推播是否成功

第三部份：真實案例研究

北台灣運動中心監測升級案例

客戶背景：北台灣某縣市運動中心，年均客流180萬人次，需監測熱水、冷卻、泳池等系統。

ATLANTIS負責的部分：

✅ 供應25個Modbus RTU儀表（壓力錶12個、溫度計8個、流量錶3個、電表2個）
✅ 工業網關1台，支援16埠並行Modbus輪詢
✅ RS-485配線與現場安裝
✅ 邊緣層孤立森林異常檢測演算法
✅ 本地72小時數據緩存
✅ 提供HTTP API與認證方式文件

客戶（或合作開發商）自行負責的部分：

☁️ AWS EC2 t3.small執行個體租賃
☁️ AWS Lambda函數開發（數據接收、驗證、存儲）
☁️ DynamoDB時序數據庫設計與優化
☁️ REST API開發（給前端查詢）
☁️ Drupal儀表板模組開發
☁️ Google Chart圖表整合
☁️ AWS SNS + Line Messaging API預警邏輯

成效（6個月後）：

故障停機次數：2~3次/月 → 0.3次/月（↓ 85%）
平均停機時間：2~3小時 → 15~20分鐘（↓ 85%）
月均故障成本：NT$20,000 → NT$2,000（↓ 90%）
年度人力巡檢節省：NT$195,000
投資回本週期：4.2個月

4.2個月

投資回本時間

實施費用與責任清單

項目	提供方	說明	費用性質
Modbus儀表	ATLANTIS	壓力錶、溫度計等，依規格報價	報價制
邊緣網關	ATLANTIS	工業網關1台，16埠Modbus RTU	報價制
現場安裝	ATLANTIS	RS-485配線、Modbus位址設置、測試	報價制
邊緣層軟體	ATLANTIS	Modbus輪詢、異常檢測、本地緩存	含在網關費用中
AWS雲端費用	客戶	EC2、Lambda、DynamoDB、SNS等	客戶承擔（月均NT$200~500）
後端API開發	客戶開發團隊	Lambda函數、REST API	客戶自行開發或外包
前端Drupal開發	客戶開發團隊	儀表板、圖表、預警邏輯	客戶自行開發或外包
第一年維保	ATLANTIS	邊緣層故障排查、固件更新	報價制/年

💰 成本節省對比
• 傳統人工巡檢：NT$240,000/年
• 停機成本：NT$260,000/年
• ATLANTIS邊緣層投資：報價制（通常NT$80,000~150,000）
• AWS月費：NT$200~500/月
• 首年投資回本率：4~6個月

常見問答

❓ Q1：ATLANTIS為什麼不提供完整的雲端+應用層解決方案？

我們專注於工業儀表與邊緣計算，這是我們31年累積的核心競爭力。雲端開發與應用層涉及千變萬化的業務邏輯，應由您的開發團隊或雲端合作夥伴（如AWS認證商）來負責。這樣分工反而更專業、更靈活。

❓ Q2：邊緣網關發送的API格式能改嗎？

標準JSON格式已優化，建議保持。但若您有特殊需求（如增加自訂欄位），可在簽單前與我們討論，進行客製化修改（可能需額外工程費用）。

❓ Q3：提供的Python範例代碼可以直接用嗎？

代碼是參考實現，展示基本邏輯。生產環境需要加強錯誤處理、日誌記錄、性能優化、安全認證等。強烈建議由您的開發團隊Review與改善。

❓ Q4：如果客戶沒有開發團隊怎麼辦？

您可以：(1)向AWS認證合作夥伴洽詢雲端開發服務，(2)尋找Drupal或AWS顧問公司協助，(3)我們可介紹合作的系統整合商。費用另計，不在ATLANTIS報價內。

❓ Q5：邊緣網關可以離線運作嗎？

可以。邊緣網關內建72小時本地快取。若無網路連線，仍可獨立運作，繼續採集與異常檢測。恢復網路後自動補傳所有數據。

❓ Q6：支援MQTT協議嗎？

支援。邊緣網關可選擇HTTP/HTTPS或MQTT over TLS兩種協議。MQTT特別適合IoT環境，發布/訂閱模式更靈活。我們可提供MQTT配置文件。

❓ Q7：儀表故障時會影響整個系統嗎？

不會。網關自動檢測故障儀表（無應答），該測點標記為離線，但其他測點繼續正常工作。系統會記錄故障事件供維修參考。

❓ Q8：預警通知延遲有多久？

完整路徑：邊緣檢測(< 1秒) → 上傳AWS(< 2秒) → Lambda處理(< 1秒) → SNS/Line API(< 30秒) = 總計約30~40秒。即時性很高。

❓ Q9：能否與現有的SCADA或PLC系統並行？

可以。邊緣網關只負責Modbus數據採集，不影響既有系統。若要整合SCADA，需額外開發。建議咨詢系統整合商。

❓ Q10：三年內總投資成本大約多少？

ATLANTIS部分：報價制初投 + 年度維保費
客戶承擔：AWS月費(NT$200~500×36個月) + 人力或外包開發費用(取決於項目規模)
典型案例：首年回本，2~3年內總收益>初投10倍。

聯絡與後續步驟

準備升級您的設施監測系統？

第一步：聯絡昶特評估您的現場環境
第二步：我們提供邊緣層方案報價與技術規格
第三步：您評估雲端/應用層開發預算，選擇開發廠商
第四步：邊緣層部署上線，開發與整合並行

業務聯絡
電話：02-2820-3405
信箱：service@re-atlantis.tw
官網：re-atlantis.tw
地址：台北市北投區致遠一路二段109號

線上快速詢價
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技術支援資源

📘 邊緣網關技術文件：提供完整API規格、認證方式、JSON格式說明
🐍 Python範例代碼：Lambda、Flask、異常檢測、通知邏輯
🌐 Drupal整合示例：前端查詢API、Google Chart圖表、權限管理
📊 客戶案例庫：5+個真實客戶的架構配置與成本分析
💬 技術顧問：免費30分鐘諮詢，幫您評估是否適合這套方案

🎯 昶特ATLANTIS的承諾

我們提供「邊緣層到AWS API接口」的完整解決方案，讓您的開發團隊無縫銜接。不追求「一站式服務」，而是專注於邊緣計算與工業儀表——這是我們31年的專業所在。與我們合作的客戶，將獲得穩定可靠的數據源，剩下的創新空間交給您的團隊。

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