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目錄
第1章 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概述 1
1.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基本概念 1
1.1.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的定義 1
1.1.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的特征和優(yōu)勢 4
1.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀 7
1.2.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程 7
1.2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 8
1.3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展 16
1.3.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 16
1.3.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的典型應(yīng)用 18
1.3.3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)前景 19
1.3.4 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢 20
1.3.5 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn) 23
1.4 新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合組網(wǎng)趨勢 25
1.4.1 融合組網(wǎng)的需求 25
1.4.2 融合組網(wǎng)的架構(gòu) 27
1.4.3 融合組網(wǎng)的技術(shù) 29
1.4.4 融合組網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn) 30
參考文獻(xiàn) 32
第2章 主流工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 34
2.1 工業(yè)有線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 34
2.1.1 現(xiàn)場總線技術(shù) 35
2.1.2 工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù) 41
2.1.3 新興工業(yè)有線技術(shù) 46
2.2 工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 56
2.2.1 授權(quán)頻段 57
2.2.2 非授權(quán)頻段 62
2.3 工業(yè)有線和無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實例 71
2.3.1 TSN在變電站網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用 71
2.3.2 AUTBUS網(wǎng)絡(luò)在西部油氣管道的應(yīng)用 75
2.3.3 基于WIA-FA技術(shù)的機(jī)器人制造數(shù)字化車間AGV數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò) 76
參考文獻(xiàn) 79
第3章 新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合組網(wǎng) 81
3.1 從單一網(wǎng)絡(luò)到融合網(wǎng)絡(luò) 81
3.1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 81
3.1.2 德國工業(yè)4.0架構(gòu) 81
3.1.3 美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu) 83
3.1.4 日本工業(yè)價值鏈參考架構(gòu) 84
3.1.5 NAMUR開放式架構(gòu) 84
3.2 新一代物聯(lián)網(wǎng)的異構(gòu)融合組網(wǎng)模式 85
3.2.1 云網(wǎng)邊端 85
3.2.2 邊邊協(xié)同 87
3.2.3 云邊協(xié)同 88
3.3 融合組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù) 89
3.3.1 現(xiàn)場級工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)無縫信息交換架構(gòu) 89
3.3.2 工業(yè)現(xiàn)場異構(gòu)裝備的互聯(lián)互通方法 100
3.3.3 多網(wǎng)絡(luò)融合新型網(wǎng)關(guān)設(shè)備及平臺研制 110
參考文獻(xiàn) 141
第4章 新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合配置 142
4.1 從單一配置到統(tǒng)一配置 142
4.1.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一配置研究現(xiàn)狀 142
4.1.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)統(tǒng)一配置面臨的挑戰(zhàn) 144
4.2 融合配置關(guān)鍵技術(shù) 145
4.2.1 網(wǎng)絡(luò)全局信息統(tǒng)一管控機(jī)制技術(shù) 145
4.2.2 工業(yè)軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 148
4.2.3 統(tǒng)一配置子系統(tǒng) 149
4.2.4 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合配置體系基本架構(gòu)與建模 159
4.3 應(yīng)用實例 162
4.3.1 一種工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)融合時間敏感網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一配置方法 162
4.3.2 基于IEC 61499的工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備動態(tài)可重構(gòu)配置方法 170
4.3.3 基于OPC UA和本體的現(xiàn)場設(shè)備配置方法 178
參考文獻(xiàn) 185
第5章 新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合調(diào)度 187
5.1 從單一調(diào)度到融合調(diào)度 187
5.1.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合調(diào)度研究現(xiàn)狀 187
5.1.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合調(diào)度面臨的挑戰(zhàn) 189
5.2 融合調(diào)度關(guān)鍵技術(shù) 189
5.2.1 高精度跨網(wǎng)時間同步技術(shù) 189
5.2.2 現(xiàn)場級異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)跨網(wǎng)協(xié)同和確定性調(diào)度機(jī)制技術(shù) 190
5.2.3 現(xiàn)場級網(wǎng)絡(luò)端邊云協(xié)同技術(shù) 191
5.2.4 支持跨網(wǎng)協(xié)同調(diào)度的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同調(diào)度子系統(tǒng)研發(fā)技術(shù) 191
5.3 融合調(diào)度體系架構(gòu)與建模 192
5.3.1 融合調(diào)度體系基本架構(gòu) 192
5.3.2 融合調(diào)度體系建模 192
5.4 應(yīng)用實例 193
5.4.1 基于分段逼近的5G-TSN網(wǎng)絡(luò)資源分配方法 193
5.4.2 基于需求預(yù)測與時間輪的工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度方法 208
5.4.3 基于面向TSN與AUTBUS互聯(lián)的工業(yè)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度方法 218
參考文獻(xiàn) 225
第6章 新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合安全 227
6.1 從封閉內(nèi)網(wǎng)安全到開放外網(wǎng)安全 227
6.1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全的現(xiàn)狀 227
6.1.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全面臨的挑戰(zhàn) 228
6.2 融合安全體系架構(gòu)與建模 230
6.2.1 融合安全體系基本架構(gòu) 230
6.2.2 融合安全體系建模 230
6.3 融合安全技術(shù) 235
6.3.1 數(shù)據(jù)融合技術(shù) 235
6.3.2 工業(yè)設(shè)備安全技術(shù) 238
6.3.3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣側(cè)安全技術(shù) 256
6.3.4 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù) 259
6.3.5 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺安全技術(shù) 269
6.4 應(yīng)用實例 274
6.4.1 基于聯(lián)盟鏈的邊緣計算節(jié)點身份認(rèn)證機(jī)制 274
6.4.2 基于主從鏈的工業(yè)設(shè)備身份認(rèn)證 284
參考文獻(xiàn) 290
后記 292