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 27
1.4.3 融合組網(wǎng)的技術 29
1.4.4 融合組網(wǎng)面臨的挑戰(zhàn) 30
參考文獻 32
第2章 主流工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術 34
2.1 工業(yè)有線網(wǎng)絡技術 34
2.1.1 現(xiàn)場總線技術 35
2.1.2 工業(yè)以太網(wǎng)技術 41
2.1.3 新興工業(yè)有線技術 46
2.2 工業(yè)無線網(wǎng)絡技術 56
2.2.1 授權頻段 57
2.2.2 非授權頻段 62
2.3 工業(yè)有線和無線網(wǎng)絡應用實例 71
2.3.1 TSN在變電站網(wǎng)絡通信中的應用 71
2.3.2 AUTBUS網(wǎng)絡在西部油氣管道的應用 75
2.3.3 基于WIA-FA技術的機器人制造數(shù)字化車間AGV數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡 76
參考文獻 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)絡到融合網(wǎng)絡 81
3.1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)體系架構 81
3.1.2 德國工業(yè)4.0架構 81
3.1.3 美國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)參考架構 83
3.1.4 日本工業(yè)價值鏈參考架構 84
3.1.5 NAMUR開放式架構 84
3.2 新一代物聯(lián)網(wǎng)的異構融合組網(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)關鍵技術 89
3.3.1 現(xiàn)場級工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)無縫信息交換架構 89
3.3.2 工業(yè)現(xiàn)場異構裝備的互聯(lián)互通方法 100
3.3.3 多網(wǎng)絡融合新型網(wǎng)關設備及平臺研制 110
參考文獻 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 融合配置關鍵技術 145
4.2.1 網(wǎng)絡全局信息統(tǒng)一管控機制技術 145
4.2.2 工業(yè)軟件定義網(wǎng)絡技術 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與建模 159
4.3 應用實例 162
4.3.1 一種工業(yè)無線網(wǎng)絡融合時間敏感網(wǎng)絡的統(tǒng)一配置方法 162
4.3.2 基于IEC 61499的工業(yè)現(xiàn)場設備動態(tài)可重構配置方法 170
4.3.3 基于OPC UA和本體的現(xiàn)場設備配置方法 178
參考文獻 185
第5章 新一代工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合調度 187
5.1 從單一調度到融合調度 187
5.1.1 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合調度研究現(xiàn)狀 187
5.1.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)融合調度面臨的挑戰(zhàn) 189
5.2 融合調度關鍵技術 189
5.2.1 高精度跨網(wǎng)時間同步技術 189
5.2.2 現(xiàn)場級異構網(wǎng)絡跨網(wǎng)協(xié)同和確定性調度機制技術 190
5.2.3 現(xiàn)場級網(wǎng)絡端邊云協(xié)同技術 191
5.2.4 支持跨網(wǎng)協(xié)同調度的網(wǎng)絡協(xié)同調度子系統(tǒng)研發(fā)技術 191
5.3 融合調度體系架構與建模 192
5.3.1 融合調度體系基本架構 192
5.3.2 融合調度體系建模 192
5.4 應用實例 193
5.4.1 基于分段逼近的5G-TSN網(wǎng)絡資源分配方法 193
5.4.2 基于需求預測與時間輪的工業(yè)異構網(wǎng)絡調度方法 208
5.4.3 基于面向TSN與AUTBUS互聯(lián)的工業(yè)異構網(wǎng)絡調度方法 218
參考文獻 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 融合安全體系架構與建模 230
6.2.1 融合安全體系基本架構 230
6.2.2 融合安全體系建模 230
6.3 融合安全技術 235
6.3.1 數(shù)據(jù)融合技術 235
6.3.2 工業(yè)設備安全技術 238
6.3.3 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣側安全技術 256
6.3.4 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡安全技術 259
6.3.5 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺安全技術 269
6.4 應用實例 274
6.4.1 基于聯(lián)盟鏈的邊緣計算節(jié)點身份認證機制 274
6.4.2 基于主從鏈的工業(yè)設備身份認證 284
參考文獻 290
后記 292