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工业物联网 平台架构、关键技术与应用实践

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作者胡典钢 著

出版社机械工业出版社

ISBN9787111702276

出版时间2022-03

装帧平装

开本16开

定价99元

货号1202615221

上书时间2024-11-21

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品相描述：全新
商品描述
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。
    历任NI公司应用工程师、高级应用工程师、大区销售经理，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4.02

1.1.2OT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平台是效率最优的吗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

4.1OSI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

4.4.25G：下一代蜂窝网络技术101

4.4.34GCat-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：OPCUA116

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

5.3AIoT：带边缘处理能力的节点131

5.3.1SoC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

6.8.4RESTful风格187

6.9Docker容器技术190

6.10Kubernetes资源管理193

6.11C/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

7.4.2MQTT协议218

7.4.3HTTP222

7.5边云协同224

7.5.1边缘节点集中管理224

7.5.2跨层级设备接入和管理229

7.6大数据系统232

7.6.1数据存储232

7.6.2数据分析236

7.6.3数据可视化237

7.7工业数据建模239

7.7.1信息模型和机理模型239

7.7.2精益生产和持续改善242

7.8平台赋能开发者：低代码化243

7.9平台核心：数据的自动流动248

7.9.1打破信息孤岛248

7.9.2挖掘数据应用价值249

7.10本章小结250

第8章工业物联网应用251

8.1应用：回归业务本质252

8.2关于工业APP253

8.3应用案例概览253

8.3.1应用案例业务价值汇总254

8.3.2如何看待和衡量投资回报率254

8.4当代工厂车间数字化应用255

8.4.1从信息化整体规划到数字化转型255

8.4.2应用实践257

8.5轨道交通装备远程监控和故障诊断260

8.5.1背景介绍260

8.5.2目标价值261

8.5.3技术方案261

8.5.4延伸：一站式数字化设备运维服务266

8.5.5延伸：传感器无线网络，直面布线难题268

8.6医药冷链：法律法规下的不断链270

8.6.1背景介绍270

8.6.2目标价值270

8.6.3技术方案270

8.6.4延伸：室内外定位技术273

8.7电梯物联网：安全与广告跨界275

8.7.1背景介绍275

8.7.2目标价值276

8.7.3技术方案277

8.7.4延伸：规模化部署的障碍282

8.8声源定位：让城市更安静282

8.8.1背景介绍282

8.8.2目标价值283

8.8.3技术方案283

8.8.4延伸：科技如何改善民生286

8.9本章小结287

内容摘要
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。

主编推荐
（1）作者背景资深：作者是顺丰物联网平台负责人，负责顺丰物联网平台建设及产品化工作。（2）作者经验丰富：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，经历了工业物联网从规划到实施落地的各个阶段。（3）注重工程实践：不仅讲解了工业物联网的体系架构、核心技术和平台构建，而且还讲解了构建过程的技术选型和潜在风险。（4）专家重磅推荐：来自华为、阿里、微软、信通院的近10位专家高度评价并推荐。

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