高等学校电子与通信工程类专业“十二五”规划教材：工业通信网络技术和应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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许勇 编

图书标签:

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• 网络技术
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• 专业教材
• 通信协议
• 数据通信

出版社： 西安电子科技大学出版社

ISBN：9787560629582

版次：1

商品编码：11199968

包装：平装

丛书名： 高等学校电子与通信工程类专业"十二五"规划教材

开本：16开

出版时间：2013-02-01

用纸：胶版纸

页数：368

正文语种：中文

编辑推荐

　　《高等学校电子与通信工程类专业“十二五”规划教材：工业通信网络技术和应用》就是要在“现场总线”课程内容的基础上，覆盖更基础和应用更广泛的工业通信技术内容，反映工业自动化技术应用现实，使得我们的课程能帮助学生在将来的工作实践中合理地、有效地解决设备问的信息交换问题，能有效地设计和应用现代工业通信系统。

内容简介

　　《高等学校电子与通信工程类专业“十二五”规划教材：工业通信网络技术和应用》主要介绍通信技术在现代工业企业中的发展和应用的基础知识。全书共分为8章。第1章介绍工业通信的特点和基本情况；第2章则深入讨论工业通信系统所需要的基础知识；在第3章介绍了计算设备和元件之间实际的总线接口技术知识；第4章开始介绍工控机与测控仪器接口总线：第5章中系统介绍了工业设备之间常用的通信技术；第6章则是与工业设备联网相关的工业现场总线介绍；第7章重点介绍了CAN Bus及其在汽车上的应用，同时也介绍了汽车联网的相关技术：第8章介绍工业以太网技术及应用。
　　通过系统讲述工业通信领域的主要内容，并且以汽车联网的应用为重点介绍工业通信系统的实现手段和技术细节，本书为从事和学习工业设备通信技术的读者提供了尽可能有用的内容。
　　《高等学校电子与通信工程类专业“十二五”规划教材：工业通信网络技术和应用》适合自动化、控制、电子工程和检测技术等专业的本科生及研究生使用，也适合从事相关工作的技术人员参考。

目录

第1章 工业通信概论
1.1 信息和通信的原理
1.1.1 信息和信息的度量
1.1.2 信息的交换--通信
1.2 通信系统的基本概念
1.2.1 通信系统的基本模型
1.2.2 通信系统的分类
1.2.3 模拟通信系统和数字通信系统
1.3 工业通信系统概要
1.3.1 工业通信系统的发展
1.3.2 工业通信网的要求和特点
1.3.3 工业通信系统的发展趋势
1.3.4 常用的工业通信系统
1.3.5 常用的现场总线技术
1.4 通信协议和协议参考模型
1.4.1 通信协议概述
1.4.2 OSI参考模型中的有关术语
1.4.3 通信系统互连参考模型

第2章 数据通信原理及基础
2.1 通信系统概述
2.1.1 通信系统的基本概念
2.1.2 数据传输信道
2.1.3 接口和接口标准
2.2 信号与数据的传输
2.2.1 信号
2.2.2 数据的传输
2.3 信道及其主要技术指标
2.3.1 信道基础知识
2.3.2 数据通信系统的性能指标
2.3.3 工业通信传输媒体
2.4 信号的传输
2.4.1 通信线路的连接方式
2.4.2 数据传输的同步技术
2.4.3 信道的多路复用
2.5 工业通信系统的可靠性
2.5.1 常用的差错控制技术
2.5.2 工业现场的干扰及对系统的影响电磁兼容性
2.5.3 硬件抗干扰技术
2.5.4 通信系统的接地和电源

第3章 总线接口技术介绍
3.1 总线概述
3.1.1 总线和总线规范
3.1.2 总线的分类
3.1.3 总线的组成和性能指标
3.1.4 总线的工作过程
3.2 常用的内部总线
3.2.1 I2C总线
3.2.2 SPI总线
3.2.3 UART/SCI总线
3.2.4 其他通用串行总线
3.3 PC总线
3.3.1 PC总线概述
3.3.2 早期的PC系列总线
3.3.3 PCI总线
3.3.4 新一代PC总线
3.3.5 其他计算机系统总线
3.4 显卡和显卡的通信接口
3.4.1 显卡的发展
3.4.2 显卡与系统的连接

第4章 工控机与测控仪器接口总线
4.1 概述
4.2 早期的工控机总线技术
4.2.1 STD总线
4.2.2 PC/104总线
4.2.3 VME总线
4.2.4 1553B总线
4.3 CompactPCI

第5章 工业通信常用技术
第6章 常用的工业现场总线
第7章 CANBus和汽车网络
第8章 工业以太网技术及应用
参考文献

前言/序言

工业通信网络技术与应用 聚焦现代工业自动化与智能化，深刻剖析工业通信网络的演进、关键技术、主流标准及前沿应用。 在工业4.0、中国制造2025等国家战略的推动下，工业领域的自动化、智能化、网络化已成为不可逆转的趋势。这股浪潮以前所未有的速度重塑着制造业的生产模式、管理方式乃至整个产业生态。在这个过程中，工业通信网络作为连接工业设备、传输海量数据、实现信息共享与协同控制的核心基础设施，其重要性日益凸显。从传统的现场总线到现代的工业以太网，再到面向未来的工业物联网，工业通信网络技术正经历着深刻的变革，对工业生产的效率、灵活性、可靠性和安全性提出了更高的要求。 本书旨在系统性地介绍工业通信网络领域的核心理论、关键技术、主流标准及实际应用。我们力求将复杂的技术概念以清晰、易懂的方式呈现，并紧密结合工业生产的实际需求，帮助读者建立起对工业通信网络全面而深入的认知。本书不仅是为高等学校电子与通信工程类专业的师生提供的参考教材，更是面向广大从事工业自动化、电气工程、计算机科学、机械制造等领域的技术人员、工程师以及对工业通信技术感兴趣的读者量身打造的专业读物。 本书内容涵盖以下核心要点： 第一部分：工业通信网络基础与演进 工业通信的定义与重要性： 深入探讨工业通信在现代工业体系中的地位，分析其如何支撑生产过程的监控、控制、调度和优化。我们将从宏观角度审视工业通信对于提高生产效率、降低运营成本、保障生产安全以及实现柔性制造的关键作用。 工业通信网络的发展历程： 回顾工业通信技术的演进，从早期的点对点通信、继电器控制，到串行通信、现场总线（如Profibus, Modbus, CAN等）的兴起，再到工业以太网（如Ethernet/IP, Profinet, EtherCAT等）的广泛应用，以及当前工业物联网（IIoT）和时间敏感网络（TSN）的出现。我们将分析不同发展阶段的技术特点、优缺点及其适用的场景，为理解当前技术格局奠定基础。 工业通信网络的基本组成： 阐述工业通信网络的典型架构，包括现场层（传感器、执行器、控制器）、控制层（PLC、DCS）和管理层（MES、ERP）。详细介绍各层级设备之间的通信方式、数据交互流程以及网络拓扑结构。 工业通信面临的挑战： 分析工业环境下的特殊通信需求，如实时性、高可靠性、强实时性、安全性、鲁棒性、环境适应性（如电磁干扰、粉尘、湿度、温度变化等）以及互操作性等。我们将探讨这些挑战如何驱动着技术的发展和标准的制定。 第二部分：关键工业通信技术与协议 现场总线技术： 深入剖析几种经典的现场总线技术，包括： Modbus： 作为一种简单、易用且广泛应用的开放式串行通信协议，我们将详细介绍其ASCII和RTU模式，以及在PLC、HMI、仪表等设备间的应用。 CAN总线： 重点介绍其在汽车电子和工业控制领域的应用，分析其多主、冲突检测与非破坏性仲裁的独特机制，以及其高可靠性和实时性优势。 Profibus： 作为一种高效的现场总线，我们将探讨其DP（Decentralized Peripherals）和PA（Process Automation）子系列，分析其在不同工业场景下的适用性。 其他现场总线： 简要介绍如DeviceNet, AS-Interface, Foundation Fieldbus等具有代表性的现场总线技术，突出其技术特点和应用领域。 工业以太网技术： 以太网在工业环境下的挑战与解决方案： 分析标准以太网在工业实时性、确定性、可靠性等方面的不足，以及如何通过协议优化、硬件升级和网络设计来克服这些问题。 主流工业以太网协议详解： Ethernet/IP： 深入解析其 CIP (Common Industrial Protocol) 核心，探讨其与标准以太网和TCP/IP协议栈的结合，以及在 Rockwell Automation 系统中的应用。 Profinet： 详细介绍其 RT（Real-time）和 IRT（Isochronous Real-time）机制，分析其在分布式自动化和运动控制方面的优势。 EtherCAT： 重点阐述其“邮件盒”概念和分布式时钟技术，突出其超高速度、精准同步和低延迟的特点，以及在伺服控制、运动同步等高端应用中的地位。 Modbus TCP/IP： 基于 Modbus 协议，通过 TCP/IP 实现的工业以太网通信，分析其简单性和互操作性。 工业以太网交换机与网络设备： 介绍适用于工业环境的特种交换机，包括其对恶劣环境的适应性、冗余保护机制（如RSTP, MRP）、PoE（Power over Ethernet）等功能。 工业无线通信技术： 探讨 Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、LoRaWAN 等在工业场景中的应用，分析其在移动设备通信、无线传感器网络、远程监控等方面的优势和局限性。重点关注其在特定工业应用场景下的部署策略和技术要求。 第三部分：工业通信网络架构与设计 工业通信网络拓扑结构： 分析星型、总线型、环型、树型以及混合型等工业网络拓扑的特点，讨论在不同应用场景下选择合适拓扑的原则。 网络规划与设计原则： 介绍工业通信网络的设计流程，包括需求分析、协议选择、带宽计算、设备选型、布线方案、安全策略等。 网络冗余与可靠性设计： 探讨冗余备份技术（如单播、组播、广播、环网冗余、链路聚合等）在提高工业通信网络可靠性方面的作用，以及如何通过冗余设计实现故障切换和系统的高可用性。 工业网络安全： 深入分析工业控制系统（ICS）面临的网络安全威胁，包括恶意软件攻击、DDoS攻击、数据窃听、篡改等。介绍网络隔离、访问控制、身份认证、加密技术、入侵检测与防御等安全措施，以及IEC 62443等工业网络安全标准。 第四部分：工业通信网络应用与发展趋势 典型工业通信应用场景分析： 离散制造： 汽车制造、电子产品组装等行业中，PLC、机器人、HMI之间的通信，以及MES系统与生产设备的集成。 流程制造： 石油化工、电力、制药等行业中，DCS、SCADA系统对传感器、执行器数据的采集与控制，以及对工艺参数的实时监控。 智慧工厂与工业物联网（IIoT）： 探讨如何利用工业通信网络连接海量设备，实现数据采集、边缘计算、云计算、大数据分析，以及预测性维护、远程诊断、智能化排程等高级应用。 智能交通与智慧城市： 分析工业通信技术在交通信号控制、公共交通监控、环境监测等领域的应用。 工业通信的未来发展方向： 时间敏感网络（TSN）： 详细介绍 TSN 技术如何为工业以太网带来确定性的通信能力，解决实时性与灵活性的矛盾，赋能更高级别的自动化与协同。 5G在工业领域的应用： 探讨 5G 的高带宽、低时延、大连接特性如何驱动工业无线通信的革新，例如柔性制造、AGV/AMR的协同、远程操作等。 OPC UA： 作为一种平台无关、面向对象的通信协议，分析其在实现跨平台、跨厂商的互操作性方面的巨大潜力，以及在工业物联网中的核心作用。 人工智能与工业通信的融合： 探讨AI技术如何赋能工业通信网络，例如智能故障诊断、异常检测、网络优化、自适应控制等。 工业边缘计算： 分析边缘计算如何与工业通信网络协同工作，实现数据就近处理，降低网络负担，提升响应速度。 本书力求理论与实践相结合，通过丰富的图示、表格和案例分析，帮助读者深入理解工业通信网络的复杂体系。我们鼓励读者在学习理论知识的同时，积极动手实践，了解不同通信协议的报文结构，掌握网络配置与故障排除的方法，从而能够独立设计、部署和维护工业通信网络，为推动中国工业的智能化转型贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

在工业通信网络技术与应用这个主题下，一本优秀的书籍必须具备的是对前沿技术的高度敏感性和对实际应用场景的深刻洞察。我希望这本书能够提供对当前最热门的工业物联网（IIoT）相关的通信技术，例如5G在工业领域的应用、 TSN（时间敏感网络）的原理及优势，以及LoRa、NB-IoT等低功耗广域网技术在工业场景下的部署和挑战。同时，书中对现有主流工业通信协议，如Modbus、Profinet、Ethernet/IP等，能否进行深入的解析，包括其协议栈结构、通信机制、适用范围以及在实际应用中可能遇到的问题和解决方案，这对我至关重要。我渴望了解的不仅仅是理论知识，更是如何在复杂的工业环境中，选择最合适的通信技术，如何进行有效的网络设计和部署，以及如何解决实际操作中遇到的瓶颈。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格和叙述方式，给我留下了深刻的印象。作者并没有采用过于晦涩难懂的学术术语，而是用一种相对通俗易懂的方式，将复杂的工业通信概念娓娓道来。这种“润物细无声”的讲解方式，让我很容易就能够理解那些原本可能令人生畏的技术细节。我特别欣赏书中对一些关键概念的类比和举例，比如将数据包比作信件，将网络节点比作邮局，这种形象的比喻，极大地降低了学习门槛，让我在脑海中构建起清晰的技术模型。而且，书中在讲解一些技术原理时，还会穿插一些历史发展的背景，这让我对这些技术是如何一步步演进至今有了更深的认识，也更能体会到当前技术的精妙之处。我一直在寻找一本既能打牢基础，又能激发学习兴趣的教材，这本书似乎正是我的理想选择。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我最期待的就是它在“应用”部分能够有多么详尽和贴近实际的案例分析。毕竟，理论知识固然重要，但如果不能将其转化为解决实际问题的能力，那学习的意义就会大打折扣。我希望书中能够涵盖来自不同工业领域，例如制造业、能源行业、交通运输等，具体的工业通信网络建设案例。这些案例最好能详细描述项目的背景、面临的挑战、所选用的通信技术、网络架构设计、部署过程以及最终达成的效益。尤其是我非常关心书中能否对工业以太网在不同场景下的部署策略进行深入探讨，例如，在恶劣环境下如何选择合适的工业级交换机和网线，如何进行电磁兼容性的设计，以及如何保证网络的稳定性和可靠性。如果书中能提供一些实操性的指导，例如网络故障诊断与排除的方法，或者网络安全防护的建议，那将是锦上添花。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将踏入工业通信领域的研究生，我对于教材的深度和广度有着极高的要求。我希望这本书能够提供关于工业通信网络安全方面的深入探讨。在当前工业自动化和数字化转型的大背景下，工业控制系统面临的网络安全威胁日益严峻，因此，理解并掌握工业通信网络的安全防护机制显得尤为重要。我期待书中能详细介绍常见的工业网络攻击类型，例如DDoS攻击、病毒传播、恶意软件注入等，以及相应的防御策略和技术，例如防火墙、入侵检测系统（IDS）、虚拟专用网络（VPN）在工业环境中的应用。此外，对于加密技术在工业通信中的应用，如TLS/SSL协议在保障数据传输安全方面的作用，也希望能有详细的阐述。若书中还能包含一些关于工业通信合规性标准和法规的介绍，例如IEC 62443等，那将极大地提升本书的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计着实吸引眼球，用色大胆而又稳重，仿佛预示着其内容将是工业通信领域中的一股强大力量。书名“工业通信网络技术和应用”几个大字，醒目地镶嵌在中央，给人一种专业、权威的感觉。我迫不及待地翻开，想一探究竟。第一眼就被那清晰的目录结构所吸引，条理分明，层层递进，仿佛为我规划了一条通往工业通信核心技术的学习路径。从基础概念的铺垫，到各种通信协议的深入剖析，再到实际应用案例的展示，整个框架设计得相当合理，尤其适合我们这些刚刚接触工业通信领域的学生。我尤其期待书中对各种“有线”和“无线”通信技术的比较分析，以及它们在不同工业场景下的优劣势解读，这对于我理解工业通信网络的复杂性至关重要。另外，书中提到的“十二五”规划教材的定位，也让我对它的内容的前沿性和实用性充满信心，相信它能为我们掌握未来的工业通信技术打下坚实的基础。