本书为读者系统介绍新一代工业物联网融合技术，内容涵盖新一代工业物联网融合组网、融合配置、融合调度、融合安全等技术和组网应用。本书从工业物联网基本概念入手，对主流工业有线和工业无线技术进行详细分析，阐述新一代工业物联网融合技术的概念，重点对工业物联网融合背景下的组网、配置、调度技术和安全等方面进行深入分析和阐述。本书可为工业物联网的学术研究、产品开发、应用部署提供切实可行的解决方案和新的技术思路。

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主持国家重点研发计划“基于工业物联网和信息物理融合的机器人数字化车间智能制造关键技术研发及其应用示范”，多个国家重点研发计划、国家科技重大专项子课题负责人

目录
第1章 工业物联网概述 1
1.1 工业物联网的基本概念 1
1.1.1 工业物联网的定义 1
1.1.2 工业物联网的特征和优势 4
1.2 工业物联网的发展历程与研究现状 7
1.2.1 工业物联网的发展历程 7
1.2.2 国内外研究现状 8
1.3 工业物联网的产业发展 16
1.3.1 工业物联网的产业现状 16
1.3.2 工业物联网的典型应用 18
1.3.3 工业物联网的产业前景 19
1.3.4 工业物联网的发展趋势 20
1.3.5 工业物联网面临的挑战 23
1.4 新一代工业物联网融合组网趋势 25
1.4.1 融合组网的需求 25
1.4.2 融合组网的架构 27
1.4.3 融合组网的技术 29
1.4.4 融合组网面临的挑战 30
参考文献 32
第2章 主流工业物联网技术 34
2.1 工业有线网络技术 34
2.1.1 现场总线技术 35
2.1.2 工业以太网技术 41
2.1.3 新兴工业有线技术 46
2.2 工业无线网络技术 56
2.2.1 授权频段 57
2.2.2 非授权频段 62
2.3 工业有线和无线网络应用实例 71
2.3.1 TSN在变电站网络通信中的应用 71
2.3.2 AUTBUS网络在西部油气管道的应用 75
2.3.3 基于WIA-FA技术的机器人制造数字化车间AGV数据采集网络 76
参考文献 79
第3章 新一代工业物联网融合组网 81
3.1 从单一网络到融合网络 81
3.1.1 工业互联网体系架构 81
3.1.2 德国工业4.0架构 81
3.1.3 美国工业互联网参考架构 83
3.1.4 日本工业价值链参考架构 84
3.1.5 NAMUR开放式架构 84
3.2 新一代物联网的异构融合组网模式 85
3.2.1 云网边端 85
3.2.2 边边协同 87
3.2.3 云边协同 88
3.3 融合组网关键技术 89
3.3.1 现场级工业物联网无缝信息交换架构 89
3.3.2 工业现场异构装备的互联互通方法 100
3.3.3 多网络融合新型网关设备及平台研制 110
参考文献 141
第4章 新一代工业物联网融合配置 142
4.1 从单一配置到统一配置 142
4.1.1 工业物联网统一配置研究现状 142
4.1.2 工业物联网统一配置面临的挑战 144
4.2 融合配置关键技术 145
4.2.1 网络全局信息统一管控机制技术 145
4.2.2 工业软件定义网络技术 148
4.2.3 统一配置子系统 149
4.2.4 工业物联网融合配置体系基本架构与建模 159
4.3 应用实例 162
4.3.1 一种工业无线网络融合时间敏感网络的统一配置方法 162
4.3.2 基于IEC 61499的工业现场设备动态可重构配置方法 170
4.3.3 基于OPC UA和本体的现场设备配置方法 178
参考文献 185
第5章 新一代工业物联网融合调度 187
5.1 从单一调度到融合调度 187
5.1.1 工业物联网融合调度研究现状 187
5.1.2 工业物联网融合调度面临的挑战 189
5.2 融合调度关键技术 189
5.2.1 高精度跨网时间同步技术 189
5.2.2 现场级异构网络跨网协同和确定性调度机制技术 190
5.2.3 现场级网络端边云协同技术 191
5.2.4 支持跨网协同调度的网络协同调度子系统研发技术 191
5.3 融合调度体系架构与建模 192
5.3.1 融合调度体系基本架构 192
5.3.2 融合调度体系建模 192
5.4 应用实例 193
5.4.1 基于分段逼近的5G-TSN网络资源分配方法 193
5.4.2 基于需求预测与时间轮的工业异构网络调度方法 208
5.4.3 基于面向TSN与AUTBUS互联的工业异构网络调度方法 218
参考文献 225
第6章 新一代工业物联网融合安全 227
6.1 从封闭内网安全到开放外网安全 227
6.1.1 工业互联网安全的现状 227
6.1.2 工业物联网安全面临的挑战 228
6.2 融合安全体系架构与建模 230
6.2.1 融合安全体系基本架构 230
6.2.2 融合安全体系建模 230
6.3 融合安全技术 235
6.3.1 数据融合技术 235
6.3.2 工业设备安全技术 238
6.3.3 工业物联网边缘侧安全技术 256
6.3.4 工业物联网传输网络安全技术 259
6.3.5 工业物联网平台安全技术 269
6.4 应用实例 274
6.4.1 基于联盟链的边缘计算节点身份认证机制 274
6.4.2 基于主从链的工业设备身份认证 284
参考文献 290
后记 292