工业互联网信息融合与安全

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*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