工業互聯網網絡搭建

本書是為適應工業互聯網快速發展對工業互聯網搭建人才的迫切需求，適應現代職業教育高質量發展需要而編寫的。本書主要內容包括走進工業互聯網、工業互聯網網絡介紹、工業網絡設備組態、工業通信協議配置、工廠內部網絡搭建、工廠外部網絡搭建、工業互聯網標識解析、工業互聯網邊緣計算、工業互聯網網絡安全防護、工業互聯網網絡發展現狀及發展趨勢，共10個學習項目，以完成工業互聯網項目搭建為主線，對知識技能進行有效傳遞，有利於職業院校學生“在學中做，在做中學”。本書是“紙質教材，數字課程”的立體化教材，配套有豐富的數字化教學資源，突破了傳統課堂教學的時空限制，實現了信息技術與傳統教育的結合。本書可作為職業院校工業互聯網應用、工業互聯網技術、電氣自動化技術等相關專業的教學用書，也可作為工業互聯網工程技術人員的參考用書。

項目1 走進工業互聯網 1
學習目標 1
情景故事 1
項目描述 1
1.1 網絡 2
1.1.1 網絡的概念 2
1.1.2 網絡的分類 3
1.1.3　網絡的作用 6
1.2 網絡體系結構 8
1.2.1　網絡體系結構的概念 8
1.2.2 網絡體系結構的特徵 9
1.2.3 網絡體系結構的主要功能 11
1.3 IT網絡和OT網絡 15
1.3.1 IT網絡的概念 15
1.3.2 OT網絡的概念 17
1.3.3 IT網絡與OT網絡的深度融合 18
1.3.4 IT網絡、OT網絡與工業互聯網的關系 21
〈思考與練習〉 23
項目2 工業互聯網網絡介紹 24
學習目標 24
情景故事 24
項目描述 24
2.1 工業互聯網概述 25
2.1.1 工業互聯網的概念 26
2.1.2 工業互聯網的特點 28
2.1.3 工業互聯網的應用 29
2.2 工業互聯網網絡體系 32
2.2.1 數據互通 33
2.2.2 標識解析 36
2.3 工業互聯網網絡層級架構 39
2.3.1 設備層、邊緣層的生產控制網絡建設 40
2.3.2 企業層的企業與園區網絡建設 41
2.3.3 產業層的國家骨乾網絡建設 43
2.3.4 全網構建的信息互通互操作 44
〈思考與練習〉 45
項目3 工業網絡設備組態 47
學習目標 47
情景故事 47
項目描述 47
3.1 通信設備 48
3.2 常見的工業網絡設備 49
3.3 工業交換機網絡組態 54
〈思考與練習〉 62
項目4 工業通信協議配置 64
學習目標 64
情景故事 64
項目描述 64
4.1 工業通信網絡技術 65
4.1.1 工業現場總線 65
4.1.2 工業以太網 67
4.2 常見的工業通信協議 69
4.2.1 工業以太網網絡通信系統的組建 70
4.2.2 PROFIBUS現場總線通信系統的組建 80
4.2.3 Modbus現場總線通信系統的組建 89
〈思考與練習〉 97
項目5 工廠內部網絡搭建 99
學習目標 99
情景故事 99
項目描述 99
5.1 工廠內部網絡 100
5.1.1 工廠內部網絡的概念 100
5.1.2 工廠內部網絡的結構 101
5.1.3 有線網絡 102
5.1.4 無線網絡 108
5.1.5 時間敏感網絡 114
5.2 工廠內部網絡應用要求 120
5.2.1 功能層次劃分 120
5.2.2 信息系統互聯和展示 121
5.2.3 組建工廠內部網絡 122
〈思考與練習〉 136
項目6 工廠外部網絡搭建 138
學習目標 138
情景故事 138
項目描述 138
6.1 工廠外部網絡 139
6.1.1 工廠外部網絡的發展 139
6.1.2 工廠外部網絡的概念 142
6.1.3 虛擬專用網 143
6.1.4 無線接入技術——NB-IoT與5G 147
6.2 工廠外部網絡的典型應用場景 150
6.2.1 遠程生產控制 150
6.2.2 智能信息服務搭建 156
〈思考與練習〉 168
項目7 工業互聯網標識解析 170
學習目標 170
情景故事 170
項目描述 170
7.1 編碼與存儲 171
7.1.1 標識編碼的概念 171
7.1.2 標識編碼的作用 178
7.1.3 工業互聯網標識編碼規則 180
7.1.4 標識載體的概念 183
7.1.5 常見的標識載體關鍵技術 186
7.2 標識解析體系 189
7.2.1 標識解析賦碼管理 189
7.2.2 標識解析體系的作用 196
7.2.3 標識數據共享與管理 198
7.2.4 工業互聯網標識解析 199
7.3 工業互聯網標識解析體系的典型應用場景 202
〈思考與練習〉 209
項目8 工業互聯網邊緣計算 211
學習目標 211
情景故事 211
項目描述 211
8.1 邊緣計算和邊緣智能 212
8.1.1 邊緣計算的概念和核心技術 212
8.1.2 邊緣計算設備 214
8.1.3 邊緣智能的概念和關鍵技術 217
8.2 邊緣計算的典型應用場景 218
8.2.1 工業廠房內的溫度、濕度和空氣質量檢測 218
8.2.2 工業廠房明火檢測 240
8.2.3 鋁板錶面缺陷智能檢測 249
〈思考與練習〉 262
項目9 工業互聯網網絡安全防護 264
學習目標 264
情景故事 264
項目描述 264
9.1 網絡安全概述 265
9.1.1 網絡安全的概念 265
9.1.2 網絡安全漏洞 267
9.2 工業互聯網網絡安全 270
9.2.1 工業互聯網網絡安全的潛在風險 270
9.2.2 工業互聯網網絡安全防護範圍及內容 273
9.2.3 工業互聯網安全等級 277
9.2.4 工業互聯網安全防護要求 281
9.2.5 工業防火牆配置 283
〈思考與練習〉 288
項目10 工業互聯網網絡發展現狀及發展趨勢 290
學習目標 290
情景故事 290
項目描述 290
10.1 網絡結構扁平化 291
10.2 數據信息標準化 295
10.3 新型網絡技術多元化 303
〈思考與練習〉 307