工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)信息融合與安全

第1章　概述 001
1.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與影響 002
1.1.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的概念 002
1.1.2　我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展 003
1.1.3　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的影響 004
1.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心要素 006
1.2.1　用于數(shù)據(jù)采集的傳感設(shè)備 006
1.2.2　智能化的控制系統(tǒng) 007
1.2.3　可實現(xiàn)的智能決策 008
1.3　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特征 009
1.3.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵 009
1.3.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的特征 010
1.4　我國工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀 011
1.5　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)總體架構(gòu) 012
1.5.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu) 013
1.5.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)體系架構(gòu) 017
1.5.3　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)安全體系架構(gòu) 020
1.6　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式 022
1.6.1　網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同 022
1.6.2　智能化生產(chǎn) 023
1.6.3　個性化定制 024
1.6.4　服務(wù)化延伸 025
第2章　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù) 027
2.1　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 028
2.1.1　物體感知技術(shù) 028
2.1.2　物體定位技術(shù) 031
2.1.3　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 034
2.2　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 037
2.2.1　網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù) 037
2.2.2　工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)概述 038
2.2.3　工業(yè)有線通信技術(shù) 039
2.2.4　工業(yè)無線通信技術(shù) 042
2.3　工業(yè)數(shù)據(jù)處理技術(shù) 044
2.3.1　工業(yè)大數(shù)據(jù)處理技術(shù) 044
2.3.2　云計算技術(shù) 050
2.3.3　高性能計算技術(shù) 052
2.4　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺安全體系架構(gòu) 053
第3章　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與CPS的關(guān)系 057
3.1　信息物理系統(tǒng)CPS 058
3.1.1　CPS的定義 058
3.1.2　CPS的系統(tǒng)框架 059
3.1.3　CPS的主要特征 060
3.1.4　CPS的模型構(gòu)建方法 061
3.1.5　支撐CPS的理論技術(shù) 066
3.1.6　CPS的應(yīng)用 067
3.2　CPS是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的重要使能 069
3.2.1　CPS為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺提供支撐保證 070
3.2.2　應(yīng)用CPS的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的挑戰(zhàn) 072
3.2.3　從CPS視角的安全問題看工業(yè)互聯(lián)網(wǎng) 074
第4章　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實時感知與數(shù)據(jù)融合 081
4.1　傳感器技術(shù) 082
4.1.1　智能傳感器 089
4.1.2　集成傳感器 090
4.1.3　MEMS傳感器 091
4.1.4　多傳感器融合技術(shù) 093
4.2　多傳感器信息融合 096
4.2.1　多傳感器信息融合的基本原理 097
4.2.2　多傳感器信息融合的結(jié)構(gòu)模型 097
4.2.3　多傳感器信息融合的層次模型 098
4.2.4　多傳感器信息融合的功能模型 099
4.2.5　多傳感器信息融合的方法分類 100
4.3　數(shù)據(jù)協(xié)同 100
4.3.1　協(xié)同的基本概念 100
4.3.2　基于傳感器的數(shù)據(jù)協(xié)同校準(zhǔn) 107
4.4　數(shù)據(jù)融合 109
4.4.1　傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸及融合技術(shù) 111
4.4.2　多傳感器數(shù)據(jù)融合算法 117
4.5　狀態(tài)估計 123
4.5.1　中心式估計 126
4.5.2　分布式估計 132
第5章　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)資源優(yōu)化調(diào)度 137
5.1　能量資源優(yōu)化 138
5.1.1　傳輸調(diào)度 138
5.1.2　功率控制 140
5.1.3　路由協(xié)議層 142
5.1.4　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信調(diào)度問題 143
5.2　面向中心式狀態(tài)估計的傳感器調(diào)度問題 146
5.2.1　系統(tǒng)模型 146
5.2.2　傳感器隨機調(diào)度及其優(yōu)化問題 148
5.2.3　傳感器最優(yōu)隨機調(diào)度方案分析及算法 150
5.3　面向系統(tǒng)壽命優(yōu)化的傳感器調(diào)度問題 155
5.3.1　壽命優(yōu)化問題 155
5.3.2　確定性調(diào)度 156
5.3.3　隨機調(diào)度 166
第6章　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)安全 175
6.1　數(shù)據(jù)可用性 177
6.1.1　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)及廣播認(rèn)證介紹 177
6.1.2　受DoS攻擊時工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)中的優(yōu)化控制 185
6.2　攻擊檢測 199
6.2.1　受數(shù)據(jù)篡改攻擊的一致性分布式網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)估計算法 199
6.2.2　線性篡改攻擊下基于KL散度的檢測器設(shè)計 215
6.2.3　結(jié)合水印加密的KL散度檢測器設(shè)計 233
6.2.4　一類復(fù)雜混雜攻擊下安全分布式濾波算法研究 244
6.2.5　一類復(fù)雜數(shù)據(jù)完整性攻擊下安全分布式濾波算法研究 258
6.3　隱私保護(hù) 271
6.3.1　竊聽攻擊下的不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性分析 271
6.3.2　竊聽攻擊下的離散分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性分析 280
6.3.3　一種用于遠(yuǎn)程狀態(tài)估計隱私保護(hù)的編碼機制 288
6.3.4　一種帶隱私保護(hù)的分布式網(wǎng)絡(luò)一致化協(xié)議 308
第7章　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算技術(shù) 327
7.1　邊緣計算概念 328
7.2　邊緣計算發(fā)展歷程 329
7.2.1　Cloudlet 331
7.2.2　移動邊緣計算 331
7.2.3　霧計算 331
7.2.4　海云計算 332
7.2.5　邊緣計算的發(fā)展現(xiàn)狀 332
7.3　邊緣計算架構(gòu) 333
7.3.1　基本架構(gòu) 333
7.3.2　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算架構(gòu) 334
7.4　邊緣計算關(guān)鍵技術(shù) 335
7.4.1　網(wǎng)絡(luò) 335
7.4.2　計算 336
7.4.3　存儲 337
7.4.4　安全 337
7.5　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)邊緣計算的應(yīng)用 338
7.5.1　行業(yè)需求分析 338
7.5.2　解決方案建議 339
7.5.3　邊緣計算應(yīng)用舉例 340
7.5.4　邊緣計算的未來展望 343
第8章　案例 345
8.1　企業(yè)應(yīng)用案例 346
8.2　工業(yè)云應(yīng)用案例 347
參考文獻(xiàn) 349