书籍详情
工业物联网：平台架构、关键技术与应用实践
作者：胡典钢 著
出版社：机械工业出版社
出版时间：2022-03-01
ISBN：9787111702276
定价：¥99.00
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内容简介
内容简介这是一本从平台架构、关键技术、应用实践3个维度全面讲解工业物联网如何在生产实践中落地的著作。它是顺丰物联网平台负责人10余年经验的总结，得到了行业里近10位专家的一致推荐。它将帮助企业解决工业物联网推进过程中遇到的OT与IT融合困难、组织协作成本高昂、全局性技术栈选型难把握、项目规模化落地困难风险易低估、数字化转型难聚焦等系列问题。全书的具体内容分为如下几个方面：（1）全面认识工业物联网主要内容包括工业物联网的内涵、本质、产业现状、面临的挑战，以及它与智能制造、工业4.0、数字化转型之间的关系，它将帮助读者建立对工业物联网的宏观认识。（2）工业物联网平台架构重点介绍了工业物联网体系架构的发展过程和构建方法，从感知层、边缘计算、网络连接、平台再到应用，探讨了工业物联网体系搭建过程中的效率和投入问题，同时还能帮助读者建立架构思想和框架意识。（3）工业物联网关键技术详细讲解了工业物联网体系架构中涉及的各项关键技术，包括工业物联网感知、网络连接、边缘计算、云计算、工业物联网平台等。除了从技术角度详细阐述各知识点外，还注重说明技术应用背后的发展脉络、合理性与局限性，以及它所能解决的问题和带来的价值。（4）工业物联网案例分析通过工厂车间数字化、轨道交通装备远程监控和故障诊断、医药冷链、电梯物联网、声源定位等一些具有代表性的案例，帮助读者理解和掌握如何将工业物联网项目成功落地，同时深刻体会实施过程中所遇到的挑战。
作者简介
胡典钢资深工业物联网专家，顺丰物联网平台负责人，兼任顺丰集团职业发展评审委员和ZETA联盟工业物联网高级顾问，负责顺丰物联网平台建设及产品化工作。在物联网、边缘计算、工业大数据领域从业10余年，有丰富的实践经验。曾任NI公司高级应用工程师，兼任GSDZone社区专栏作者和海南大学校外专家，NI（中国）首位认证双架构师——LabVIEW架构师和TestStand架构师，主导大型工业自动化测试控制和工业物联网项目的开发工作。2016年受邀撰写专著《TestStand工业自动化测试管理》，广受业界好评，多次重印。
目录
推荐语
序
前言
致谢
第1章 工业物联网：未来已来 1
1.1 工业物联网的发展背景 2
1.1.1 智能制造与工业4.0 2
1.1.2 OT与IT融合之路 4
1.1.3 企业数字化转型 7
1.2 工业物联网的内涵与本质 9
1.2.1 工业物联网的支撑体系 9
1.2.2 工业物联网与工业互联网的关系 9
1.2.3 高效率、低成本与高质量 11
1.3 工业物联网产业现状 13
1.3.1 工业物联网赛道角力与布局 13
1.3.2 企业如何找准定位 15
1.4 工业物联网面临的挑战 17
1.4.1 如何衡量价值 18
1.4.2 做看板还是决策建议系统 19
1.4.3 既懂业务又懂技术 20
1.4.4 技术链路过长 21
1.5 本章小结 22
第2章 工业物联网体系架构 23
2.1 从业务视角到体系架构 24
2.1.1 工业物联网感知 26
2.1.2 工业物联网网络连接 27
2.1.3 边缘计算 28
2.1.4 工业物联网平台 28
2.1.5 工业物联网应用 29
2.2 关于工业物联网体系构建的思考 30
2.2.1 架构千篇一律 30
2.2.2 平台是效率的吗 31
2.2.3 工业物联网需要什么样的团队 31
2.3 工业物联网技术趋势 32
2.3.1 加速泛在连接 32
2.3.2 工业大数据 33
2.3.3 沉淀用例，能力复用 34
2.4 本章小结 35
第3章 工业物联网感知 36
3.1 工业物联网感知层的内涵 37
3.1.1 工业数据采集的范围 37
3.1.2 工业数据采集的特点 37
3.1.3 工业数据采集的体系结构 39
3.2 传感器：真实物理世界的探针 41
3.3 工业数据采集关键指标 43
3.4 工业通信基础 50
3.4.1 数据传输方式 50
3.4.2 网络拓扑 52
3.5 有线设备接入 54
3.5.1 基于现场总线 54
3.5.2 基于工业以太网 59
3.6 无线设备接入 62
3.6.1 短距离无线设备接入 63
3.6.2 长距离无线设备接入 74
3.7 协议转换 79
3.8 本章小结 80
第4章 工业物联网网络连接 81
4.1 OSI参考模型 82
4.2 网络互联和数据互通 86
4.2.1 网络互联 86
4.2.2 数据互通 89
4.2.3 工业网络设备 92
4.3 有线网络互联 95
4.3.1 工业网络互联 95
4.3.2 时间敏感网络 95
4.3.3 接入层、汇聚层与核心层 98
4.4 无线网络互联 100
4.4.1 无线网络互联延伸 100
4.4.2 5G：下一代蜂窝网络技术 101
4.4.3 4G Cat-1与低功耗广域网 106
4.4.4 物联卡的流行与挑战 111
4.4.5 无线信号穿透性和绕射性 113
4.5 数据互通：OPC UA 116
4.5.1 应用层协议还是技术标准体系 116
4.5.2 信息模型 119
4.6 本章小结 123
第5章 边缘计算 124
5.1 边缘计算：新瓶装旧酒？ 125
5.1.1 为什么提出边缘计算 126
5.1.2 谁在担任边缘计算的角色 127
5.1.3 边缘计算领域有哪几类公司 129
5.2 边缘计算和边云协同 130
5.3 AIoT：带边缘处理能力的节点 131
5.3.1 SoC嵌入式硬件架构解析 132
5.3.2 轻量级边缘智能 135
5.4 预测性维护 138
5.4.1 预测性维护的兴起 138
5.4.2 如何实施预测性维护 141
5.4.3 预测性维护的挑战 144
5.5 追溯：工业自动化 146
5.5.1 分布式控制系统 146
5.5.2 数据采集与监视控制系统 149
5.6 边缘节点续航陷阱 151
5.6.1 被忽视的续航陷阱 151
5.6.2 边缘节点功耗估算 154
5.6.3 电池续航能力评估 155
5.6.4 一次电池和二次电池 159
5.6.5 电池可靠性测试与认证 161
5.7 本章小结 163
第6章 云计算 164
6.1 写在工业物联网平台之前 165
6.2 云计算为何兴起 166
6.3 云计算知识图谱 169
6.4 云计算服务模式 171
6.4.1 基础设施即服务 171
6.4.2 平台即服务 172
6.4.3 软件即服务 174
6.5 云计算部署模式 174
6.6 上云的挑战：错误预期 177
6.7 虚拟化技术 179
6.8 服务化 182
6.8.1 远程过程调用 183
6.8.2 面向服务架构 184
6.8.3 微服务 186
6.8.4 RESTful风格 187
6.9 Docker容器技术 190
6.10 Kubernetes资源管理 193
6.11 C/S与B/S架构 196
6.12 本章小结 197
第7章 工业物联网平台 198
7.1 工业物联网平台应包含什么 199
7.1.1 通用PaaS服务 199
7.1.2 工业PaaS服务 200
7.1.3 工业物联网平台应用分布 201
7.2 设备接入 202
7.2.1 设备注册 202
7.2.2 规则引擎 206
7.2.3 接入并发能力 207
7.3 设备管理 208
7.3.1 物模型 209
7.3.2 远程升级 209
7.3.3 物影子 213
7.4 物联网协议 216
7.4.1 长连接和短连接 216
7.4.2 MQTT协议 218
7.4.3 HTTP
序
前言
致谢
第1章 工业物联网：未来已来 1
1.1 工业物联网的发展背景 2
1.1.1 智能制造与工业4.0 2
1.1.2 OT与IT融合之路 4
1.1.3 企业数字化转型 7
1.2 工业物联网的内涵与本质 9
1.2.1 工业物联网的支撑体系 9
1.2.2 工业物联网与工业互联网的关系 9
1.2.3 高效率、低成本与高质量 11
1.3 工业物联网产业现状 13
1.3.1 工业物联网赛道角力与布局 13
1.3.2 企业如何找准定位 15
1.4 工业物联网面临的挑战 17
1.4.1 如何衡量价值 18
1.4.2 做看板还是决策建议系统 19
1.4.3 既懂业务又懂技术 20
1.4.4 技术链路过长 21
1.5 本章小结 22
第2章 工业物联网体系架构 23
2.1 从业务视角到体系架构 24
2.1.1 工业物联网感知 26
2.1.2 工业物联网网络连接 27
2.1.3 边缘计算 28
2.1.4 工业物联网平台 28
2.1.5 工业物联网应用 29
2.2 关于工业物联网体系构建的思考 30
2.2.1 架构千篇一律 30
2.2.2 平台是效率的吗 31
2.2.3 工业物联网需要什么样的团队 31
2.3 工业物联网技术趋势 32
2.3.1 加速泛在连接 32
2.3.2 工业大数据 33
2.3.3 沉淀用例，能力复用 34
2.4 本章小结 35
第3章 工业物联网感知 36
3.1 工业物联网感知层的内涵 37
3.1.1 工业数据采集的范围 37
3.1.2 工业数据采集的特点 37
3.1.3 工业数据采集的体系结构 39
3.2 传感器：真实物理世界的探针 41
3.3 工业数据采集关键指标 43
3.4 工业通信基础 50
3.4.1 数据传输方式 50
3.4.2 网络拓扑 52
3.5 有线设备接入 54
3.5.1 基于现场总线 54
3.5.2 基于工业以太网 59
3.6 无线设备接入 62
3.6.1 短距离无线设备接入 63
3.6.2 长距离无线设备接入 74
3.7 协议转换 79
3.8 本章小结 80
第4章 工业物联网网络连接 81
4.1 OSI参考模型 82
4.2 网络互联和数据互通 86
4.2.1 网络互联 86
4.2.2 数据互通 89
4.2.3 工业网络设备 92
4.3 有线网络互联 95
4.3.1 工业网络互联 95
4.3.2 时间敏感网络 95
4.3.3 接入层、汇聚层与核心层 98
4.4 无线网络互联 100
4.4.1 无线网络互联延伸 100
4.4.2 5G：下一代蜂窝网络技术 101
4.4.3 4G Cat-1与低功耗广域网 106
4.4.4 物联卡的流行与挑战 111
4.4.5 无线信号穿透性和绕射性 113
4.5 数据互通：OPC UA 116
4.5.1 应用层协议还是技术标准体系 116
4.5.2 信息模型 119
4.6 本章小结 123
第5章 边缘计算 124
5.1 边缘计算：新瓶装旧酒？ 125
5.1.1 为什么提出边缘计算 126
5.1.2 谁在担任边缘计算的角色 127
5.1.3 边缘计算领域有哪几类公司 129
5.2 边缘计算和边云协同 130
5.3 AIoT：带边缘处理能力的节点 131
5.3.1 SoC嵌入式硬件架构解析 132
5.3.2 轻量级边缘智能 135
5.4 预测性维护 138
5.4.1 预测性维护的兴起 138
5.4.2 如何实施预测性维护 141
5.4.3 预测性维护的挑战 144
5.5 追溯：工业自动化 146
5.5.1 分布式控制系统 146
5.5.2 数据采集与监视控制系统 149
5.6 边缘节点续航陷阱 151
5.6.1 被忽视的续航陷阱 151
5.6.2 边缘节点功耗估算 154
5.6.3 电池续航能力评估 155
5.6.4 一次电池和二次电池 159
5.6.5 电池可靠性测试与认证 161
5.7 本章小结 163
第6章 云计算 164
6.1 写在工业物联网平台之前 165
6.2 云计算为何兴起 166
6.3 云计算知识图谱 169
6.4 云计算服务模式 171
6.4.1 基础设施即服务 171
6.4.2 平台即服务 172
6.4.3 软件即服务 174
6.5 云计算部署模式 174
6.6 上云的挑战：错误预期 177
6.7 虚拟化技术 179
6.8 服务化 182
6.8.1 远程过程调用 183
6.8.2 面向服务架构 184
6.8.3 微服务 186
6.8.4 RESTful风格 187
6.9 Docker容器技术 190
6.10 Kubernetes资源管理 193
6.11 C/S与B/S架构 196
6.12 本章小结 197
第7章 工业物联网平台 198
7.1 工业物联网平台应包含什么 199
7.1.1 通用PaaS服务 199
7.1.2 工业PaaS服务 200
7.1.3 工业物联网平台应用分布 201
7.2 设备接入 202
7.2.1 设备注册 202
7.2.2 规则引擎 206
7.2.3 接入并发能力 207
7.3 设备管理 208
7.3.1 物模型 209
7.3.2 远程升级 209
7.3.3 物影子 213
7.4 物联网协议 216
7.4.1 长连接和短连接 216
7.4.2 MQTT协议 218
7.4.3 HTTP
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