新一代工業(yè)物聯(lián)網融合組網技術

目錄
第1章 工業(yè)物聯(lián)網概述 1
1.1 工業(yè)物聯(lián)網的基本概念 1
1.1.1 工業(yè)物聯(lián)網的定義 1
1.1.2 工業(yè)物聯(lián)網的特征和優(yōu)勢 4
1.2 工業(yè)物聯(lián)網的發(fā)展歷程與研究現(xiàn)狀 7
1.2.1 工業(yè)物聯(lián)網的發(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)網的產業(yè)發(fā)展 16
1.3.1 工業(yè)物聯(lián)網的產業(yè)現(xiàn)狀 16
1.3.2 工業(yè)物聯(lián)網的典型應用 18
1.3.3 工業(yè)物聯(lián)網的產業(yè)前景 19
1.3.4 工業(yè)物聯(lián)網的發(fā)展趨勢 20
1.3.5 工業(yè)物聯(lián)網面臨的挑戰(zhàn) 23
1.4 新一代工業(yè)物聯(lián)網融合組網趨勢 25
1.4.1 融合組網的需求 25
1.4.2 融合組網的架構 27
1.4.3 融合組網的技術 29
1.4.4 融合組網面臨的挑戰(zhàn) 30
參考文獻 32
第2章 主流工業(yè)物聯(lián)網技術 34
2.1 工業(yè)有線網絡技術 34
2.1.1 現(xiàn)場總線技術 35
2.1.2 工業(yè)以太網技術 41
2.1.3 新興工業(yè)有線技術 46
2.2 工業(yè)無線網絡技術 56
2.2.1 授權頻段 57
2.2.2 非授權頻段 62
2.3 工業(yè)有線和無線網絡應用實例 71
2.3.1 TSN在變電站網絡通信中的應用 71
2.3.2 AUTBUS網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)采集網絡 76
參考文獻 79
第3章 新一代工業(yè)物聯(lián)網融合組網 81
3.1 從單一網絡到融合網絡 81
3.1.1 工業(yè)互聯(lián)網體系架構 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)網的異構融合組網模式 85
3.2.1 云網邊端 85
3.2.2 邊邊協(xié)同 87
3.2.3 云邊協(xié)同 88
3.3 融合組網關鍵技術 89
3.3.1 現(xiàn)場級工業(yè)物聯(lián)網無縫信息交換架構 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 多網絡融合新型網關設備及平臺研制 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)網統(tǒng)一配置研究現(xiàn)狀 142
4.1.2 工業(yè)物聯(lián)網統(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)無線網絡融合時間敏感網絡的統(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)網融合調度研究現(xiàn)狀 187
5.1.2 工業(yè)物聯(lián)網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 高精度跨網時間同步技術 189
5.2.2 現(xiàn)場級異構網絡跨網協(xié)同和確定性調度機制技術 190
5.2.3 現(xiàn)場級網絡端邊云協(xié)同技術 191
5.2.4 支持跨網協(xié)同調度的網絡協(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)異構網絡調度方法 218
參考文獻 225
第6章 新一代工業(yè)物聯(lián)網融合安全 227
6.1 從封閉內網安全到開放外網安全 227
6.1.1 工業(yè)互聯(lián)網安全的現(xiàn)狀 227
6.1.2 工業(yè)物聯(lián)網安全面臨的挑戰(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)網邊緣側安全技術 256
6.3.4 工業(yè)物聯(lián)網傳輸網絡安全技術 259
6.3.5 工業(yè)物聯(lián)網平臺安全技術 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