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| 編輯推薦： |
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本书作者长期从事工业互联网、信息物理融合系统、信息融合、信息安全等领域相关研究，在面向无线传感器网络信息融合领域取得了丰硕的成果，已在信息领域顶刊发表系列学术论文，在基于信息融合的分布式状态估计方面具有国内外影响力，领衔获2019年度上海市自然科学二等奖“面向复杂环境的多源信息估计理论与资源优化方法”，相关成果为工业互联网实时感知、信息融合、信息安全提供了丰富的材料、案例和前沿知识。
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| 內容簡介： |
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本书重点论述了工业互联网信息融合与安全的基本理论和应用。全书共分8章，详细阐述了工业互联网的发展历史、基础技术，工业互联网与信息物理系统之间的关系，工业互联网实时感知与数据融合理论与技术，工业互联网资源优化调度理论与技术，工业互联网数据安全理论，工业互联网边缘计算技术，工业互联网企业应用案例等。本书内容深入浅出、概念清晰，注重理论和实际应用相结合。本书可作为高等院校信息类、电子类、通信类等专业的高年级本科生及研究生的教材，也可作为相关研究领域的科研人员及工程师的参考书。
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| 目錄：
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第1章 概述 001
1.1 工业互联网的发展与影响 002
1.1.1 工业互联网的概念 002
1.1.2 我国工业互联网的发展 003
1.1.3 工业互联网的影响 004
1.2 工业互联网的核心要素 006
1.2.1 用于数据采集的传感设备 006
1.2.2 智能化的控制系统 007
1.2.3 可实现的智能决策 008
1.3 工业互联网的内涵与特征 009
1.3.1 工业互联网的内涵 009
1.3.2 工业互联网的特征 010
1.4 我国工业互联网发展现状 011
1.5 工业互联网总体架构 012
1.5.1 工业互联网网络体系架构 013
1.5.2 工业互联网数据体系架构 017
1.5.3 工业互联网安全体系架构 020
1.6 工业互联网商业模式 022
1.6.1 网络化协同 022
1.6.2 智能化生产 023
1.6.3 个性化定制 024
1.6.4 服务化延伸 025
第2章 工业互联网基础技术 027
2.1 无线传感器网络技术 028
2.1.1 物体感知技术 028
2.1.2 物体定位技术 031
2.1.3 无线传感器网络技术 034
2.2 工业网络通信技术 037
2.2.1 网络通信技术 037
2.2.2 工业网络通信技术概述 038
2.2.3 工业有线通信技术 039
2.2.4 工业无线通信技术 042
2.3 工业数据处理技术 044
2.3.1 工业大数据处理技术 044
2.3.2 云计算技术 050
2.3.3 高性能计算技术 052
2.4 工业互联网平台安全体系架构 053
第3章 工业互联网与CPS的关系 057
3.1 信息物理系统CPS 058
3.1.1 CPS的定义 058
3.1.2 CPS的系统框架 059
3.1.3 CPS的主要特征 060
3.1.4 CPS的模型构建方法 061
3.1.5 支撑CPS的理论技术 066
3.1.6 CPS的应用 067
3.2 CPS是工业互联网的重要使能 069
3.2.1 CPS为工业互联网平台提供支撑保证 070
3.2.2 应用CPS的工业互联网的挑战 072
3.2.3 从CPS视角的安全问题看工业互联网 074
第4章 工业互联网实时感知与数据融合 081
4.1 传感器技术 082
4.1.1 智能传感器 089
4.1.2 集成传感器 090
4.1.3 MEMS传感器 091
4.1.4 多传感器融合技术 093
4.2 多传感器信息融合 096
4.2.1 多传感器信息融合的基本原理 097
4.2.2 多传感器信息融合的结构模型 097
4.2.3 多传感器信息融合的层次模型 098
4.2.4 多传感器信息融合的功能模型 099
4.2.5 多传感器信息融合的方法分类 100
4.3 数据协同 100
4.3.1 协同的基本概念 100
4.3.2 基于传感器的数据协同校准 107
4.4 数据融合 109
4.4.1 传感器网络数据传输及融合技术 111
4.4.2 多传感器数据融合算法 117
4.5 状态估计 123
4.5.1 中心式估计 126
4.5.2 分布式估计 132
第5章 工业互联网资源优化调度 137
5.1 能量资源优化 138
5.1.1 传输调度 138
5.1.2 功率控制 140
5.1.3 路由协议层 142
5.1.4 无线传感器网络通信调度问题 143
5.2 面向中心式状态估计的传感器调度问题 146
5.2.1 系统模型 146
5.2.2 传感器随机调度及其优化问题 148
5.2.3 传感器最优随机调度方案分析及算法 150
5.3 面向系统寿命优化的传感器调度问题 155
5.3.1 寿命优化问题 155
5.3.2 确定性调度 156
5.3.3 随机调度 166
第6章 工业互联网数据安全 175
6.1 数据可用性 177
6.1.1 工业互联网及广播认证介绍 177
6.1.2 受DoS攻击时工业互联网中的优化控制 185
6.2 攻击检测 199
6.2.1 受数据篡改攻击的一致性分布式网络状态估计算法 199
6.2.2 线性篡改攻击下基于KL散度的检测器设计 215
6.2.3 结合水印加密的KL散度检测器设计 233
6.2.4 一类复杂混杂攻击下安全分布式滤波算法研究 244
6.2.5 一类复杂数据完整性攻击下安全分布式滤波算法研究 258
6.3 隐私保护 271
6.3.1 窃听攻击下的不同拓扑结构的分布式网络系统的安全性分析 271
6.3.2 窃听攻击下的离散分布式网络系统的安全性分析 280
6.3.3 一种用于远程状态估计隐私保护的编码机制 288
6.3.4 一种带隐私保护的分布式网络一致化协议 308
第7章 工业互联网边缘计算技术 327
7.1 边缘计算概念 328
7.2 边缘计算发展历程 329
7.2.1 Cloudlet 331
7.2.2 移动边缘计算 331
7.2.3 雾计算 331
7.2.4 海云计算 332
7.2.5 边缘计算的发展现状 332
7.3 边缘计算架构 333
7.3.1 基本架构 333
7.3.2 工业互联网边缘计算架构 334
7.4 边缘计算关键技术 335
7.4.1 网络 335
7.4.2 计算 336
7.4.3 存储 337
7.4.4 安全 337
7.5 工业互联网边缘计算的应用 338
7.5.1 行业需求分析 338
7.5.2 解决方案建议 339
7.5.3 边缘计算应用举例 340
7.5.4 边缘计算的未来展望 343
第8章 案例 345
8.1 企业应用案例 346
8.2 工业云应用案例 347
参考文献 349
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| 內容試閱：
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工业互联网是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物、系统等的全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径，是第四次工业革命的重要基石。
工业互联网不是互联网在工业领域的简单应用，而是具有更为丰富的内涵和外延。它以网络为基础、平台为中枢、数据为要素、安全为保障，既是工业数字化、网络化、智能化转型的基础设施，也是互联网、大数据、人工智能与实体经济深度融合的应用模式，同时也是一种新业态、新产业，将重塑企业形态、供应链和产业链。
工业互联网的基础是数据采集。一方面，随着加工过程和生产线精益化、智能化水平的提高，必须从多角度、多维度、多层级来感知生产要素信息，需要广泛部署智能传感器来对生产要素进行实时感知。另一方面，人脑可以实时高效地处理相关联的多源异构数据，并迅速生成生产要素的属性信息，工业互联网平台也需要进行高效的海量、高维、多源异构数据融合，形成单一生产要素的准确描述，并进一步实现跨部门、跨层级、跨地域生产要素之间的关联和互通。因此，数据采集要以自感知技术为主，同时，需要研究多源异构数据融合技术，将多来源、多形式的数据融合，准确描述生产要素状态。另外，由于边缘层数据采集困难，如何将老旧设备联网，采集到聋哑设备的数据，如何将不同传感器采集的信息进行融合，如何对边缘层的设备及人员进行远程管理，这些问题都有待于工业互联网信息融合的相关理论和技术去解决。
随着工业互联网的发展，工业设备逐渐智能化，相关业务上云、企业协作等不断推进，互联网与工业企业中的生产组件和服务深度融合，使传统的互联网安全威胁（如病毒、高级持续性攻击等）蔓延至工业企业内部。与传统互联网的内容数据相比，工业的数据包括生产控制系统、运行、生产监测等类型。数据安全包括传输、存储、访问、迁移、跨境等环节中的数据安全，在数据传输过程中，被侦听、拦截、篡改、阻断敏感信息明文存储或者被窃取等都会给工业互联网带来安全威胁。不同于传统互联网中的信息安全防护，工业互联网安全需要有机融合信息安全和功能安全，还要叠加交织传统工控安全和互联网安全，因而更显复杂。
本书围绕工业互联网的发展方向、系统架构、基础技术、实时感知与数据融合、资源优化调度、数据安全、边缘技术、典型案例等方面进行介绍，旨在帮助读者了解工业互联网信息融合与安全领域的相关知识。
本书共分为8章，各章主要内容概述如下：
第1章介绍工业互联网的概念，包括工业互联网的现状及发展趋势，工业互联网的核心要素、总体架构和商业模式等。
第2章介绍工业互联网的基础技术，包括无线传感器网络技术、工业网络通信技术、工业数据处理技术和工业互联网平台安全体系架构等。
第3章介绍工业互联网与信息物理系统之间的关系，从CPS的角度分析工业互联网体系中存在的急需解决的问题。
第4章介绍工业互联网实时感知和数据融合技术，包括采集数据的传感器基本分类、异构传感器多源数据融合，以及对工业系统状态进行精准估计的技术等。
第5章介绍工业互联网资源优化调度技术，包括有限能量的传感器、有限带宽的通信信道等资源优化理论和方法。
第6章介绍工业互联网数据安全技术，包括拒绝服务攻击、数据篡改攻击的检测与防御，数据隐私保护加密技术等。
第7章介绍工业互联网边缘技术，包括基本概念、计算架构和关键技术及实际应用举例等。
第8章介绍几个典型的工业互联网应用案例，并给出了相应解决方案。
本书可为工业网络系统及其相关研究领域科研工作者、工程技术人员提供参考，也可作为高等院校控制科学与工程、系统科学、计算机、人工智能等学科的相关研究生教材与教学参考用书。
希望更多的读者能通过学习本书更清晰、全面地掌握工业互联网相关知识，为工业互联网技术的应用打下较为系统和扎实的基础。
工业互联网信息融合与安全是自动化、计算机科学与信息安全融合演变的新兴领域，本书在编写时虽力求全面、系统，但随着“三化”融合发展推进，工业互联网技术日新月异，加之作者能力有限，书中难免有一些不当之处，恳请读者提出宝贵意见，以期再版修订。
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