大家好，我是一名在自動化與軟硬整合領域打滾多年的工程師。

在工控領域工作，最煩的往往不是寫程式本身，而是那些「重複又瑣碎」的周邊工作。 像是：

想測個 Modbus 訊號，手邊沒有好用的 Log 工具，又要重新寫 Python 腳本。

想學 Ethernet/IP (CIP)，但買不起一顆好幾萬的 Allen-Bradley PLC。

每天要讀幾百頁的 Datasheet，想用 AI 幫忙讀，但公司有 NDA 不敢傳上 ChatGPT。

車用專案要看 J1939 訊號，但 Vector CANalyzer 的授權費貴到老闆不肯買。

為了不想一直重複造輪子，也為了讓自己能早點下班，我利用週末時間，用 Python 刻了一套 「自動化工程師的生存工具箱」。

今天想跟大家分享這 5 個工具的架構與開發思路，希望能幫助到有同樣困擾的版友。

1. 離線版 AI 知識庫 (Offline RAG with Docker)
   
   痛點： 公司有一堆機密的 PDF 技術文件要查，但不能連網、不能傳雲端。 解決方案： 我用 Docker 容器化技術，把 Ollama (跑 Llama 3 模型)、ChromaDB (向量資料庫) 和 Python Streamlit (UI) 全部包在一起。 這套系統完全斷網也能跑，直接把 PDF 丟進去，就能用自然語言問它：「這顆 IC 的耐壓是多少？」，精準度意外地好。

技術棧： Docker, Llama 3, Python, LangChain

2. 不卡頓的 Modbus Data Logger
   
   痛點： 用 Python tkinter 寫 GUI 時，如果直接在主執行緒讀 Serial Port，介面一定會卡死 (Freeze)。 解決方案： 我寫了一個基於 多執行緒 (Threading) 的架構。UI 跑在主執行緒，Serial Polling 跑在背景執行緒。 另外加上了「自動 CRC-16 校驗」和「原始 Hex 紀錄」，除錯起來非常方便。

技術棧： Python tkinter, pyserial, threading

3. 免硬體的 CAN Bus & J1939 分析器
   
   痛點： 車用 J1939 協定很複雜，且 USB-CAN 硬體適配器通常很貴。 解決方案： 這是我自己最滿意的一個工具。它底層呼叫 python-can，支援 Vector/PCAN 等硬體。 最重要的是我寫了一個 「J1939 解碼引擎」，可以直接把 18FEF100 這種 ID 翻譯成 CCVS - Vehicle Speed。 我也內建了 「模擬模式 (Demo Mode)」，就算手邊沒硬體，也能產生假資料來測試 UI 邏輯。

技術棧： Python, python-can, J1939 PGNs

4. 支援 V2.0 的 MQTT 紀錄器
   
   痛點： 網路上很多 MQTT 範例都還在用舊版 paho-mqtt，新版一跑就報錯。而且我只需要把資料存成 CSV，不需要搞一堆資料庫。 解決方案： 更新到最新的 Paho-MQTT v2.0 標準 (Callback API v2)，並支援帳號密碼驗證（很多雲端 Broker 必備）。 功能很單純：連線 -> 訂閱 -> 自動存 CSV，收工。

技術棧： Python, paho-mqtt v2, csv

5. Ethernet/IP (CIP) 虛擬實驗室
   
   痛點： 想要研究 Rockwell/Omron PLC 的通訊協定，但沒有實體 PLC 可以連。 解決方案： 我用 Python 原生 socket 寫了一個 「Mock PLC Server (模擬器)」。 它會監聽 TCP 44818 和 UDP 2222，模擬 CIP 的 Forward Open 握手流程。這樣就算在家裡，也能在本機練習寫 Ethernet/IP 的 Driver。

技術棧： Python socket, struct (Raw Packet Manipulation)

結語
這些工具原本都是我為了自己工作方便寫的零散腳本，後來覺得整理一下加上 GUI 應該能幫到更多人。

我已經將這些專案的 架構設計、核心邏輯 demo 開源在 GitHub 上，大家可以自由參考或拿去修改。

如果你不想花時間自己組裝環境、安裝依賴，想要開箱即用 (Ready-to-run) 的完整原始碼與執行檔，我也把它們打包成了 大神全套包 (Ultimate Toolkit) 放在 Gumroad 上，有需要的朋友可以支持一下，省下的時間絕對划算。

Happy Coding! 🚀

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