高等學校電子與通信工程類專業“十二五”規劃教材：工業通信網絡技術和應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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許勇 編

圖書標籤:

• 工業通信網絡
• 通信工程
• 電子工程
• 工業自動化
• 網絡技術
• 十二五規劃教材
• 高等教育
• 專業教材
• 通信協議
• 數據通信

齣版社： 西安電子科技大學齣版社

ISBN：9787560629582

版次：1

商品編碼：11199968

包裝：平裝

叢書名： 高等學校電子與通信工程類專業"十二五"規劃教材

開本：16開

齣版時間：2013-02-01

用紙：膠版紙

頁數：368

正文語種：中文

編輯推薦

　　《高等學校電子與通信工程類專業“十二五”規劃教材：工業通信網絡技術和應用》就是要在“現場總綫”課程內容的基礎上，覆蓋更基礎和應用更廣泛的工業通信技術內容，反映工業自動化技術應用現實，使得我們的課程能幫助學生在將來的工作實踐中閤理地、有效地解決設備問的信息交換問題，能有效地設計和應用現代工業通信係統。

內容簡介

　　《高等學校電子與通信工程類專業“十二五”規劃教材：工業通信網絡技術和應用》主要介紹通信技術在現代工業企業中的發展和應用的基礎知識。全書共分為8章。第1章介紹工業通信的特點和基本情況；第2章則深入討論工業通信係統所需要的基礎知識；在第3章介紹瞭計算設備和元件之間實際的總綫接口技術知識；第4章開始介紹工控機與測控儀器接口總綫：第5章中係統介紹瞭工業設備之間常用的通信技術；第6章則是與工業設備聯網相關的工業現場總綫介紹；第7章重點介紹瞭CAN Bus及其在汽車上的應用，同時也介紹瞭汽車聯網的相關技術：第8章介紹工業以太網技術及應用。
　　通過係統講述工業通信領域的主要內容，並且以汽車聯網的應用為重點介紹工業通信係統的實現手段和技術細節，本書為從事和學習工業設備通信技術的讀者提供瞭盡可能有用的內容。
　　《高等學校電子與通信工程類專業“十二五”規劃教材：工業通信網絡技術和應用》適閤自動化、控製、電子工程和檢測技術等專業的本科生及研究生使用，也適閤從事相關工作的技術人員參考。

目錄

第1章 工業通信概論
1.1 信息和通信的原理
1.1.1 信息和信息的度量
1.1.2 信息的交換--通信
1.2 通信係統的基本概念
1.2.1 通信係統的基本模型
1.2.2 通信係統的分類
1.2.3 模擬通信係統和數字通信係統
1.3 工業通信係統概要
1.3.1 工業通信係統的發展
1.3.2 工業通信網的要求和特點
1.3.3 工業通信係統的發展趨勢
1.3.4 常用的工業通信係統
1.3.5 常用的現場總綫技術
1.4 通信協議和協議參考模型
1.4.1 通信協議概述
1.4.2 OSI參考模型中的有關術語
1.4.3 通信係統互連參考模型

第2章 數據通信原理及基礎
2.1 通信係統概述
2.1.1 通信係統的基本概念
2.1.2 數據傳輸信道
2.1.3 接口和接口標準
2.2 信號與數據的傳輸
2.2.1 信號
2.2.2 數據的傳輸
2.3 信道及其主要技術指標
2.3.1 信道基礎知識
2.3.2 數據通信係統的性能指標
2.3.3 工業通信傳輸媒體
2.4 信號的傳輸
2.4.1 通信綫路的連接方式
2.4.2 數據傳輸的同步技術
2.4.3 信道的多路復用
2.5 工業通信係統的可靠性
2.5.1 常用的差錯控製技術
2.5.2 工業現場的乾擾及對係統的影響電磁兼容性
2.5.3 硬件抗乾擾技術
2.5.4 通信係統的接地和電源

第3章 總綫接口技術介紹
3.1 總綫概述
3.1.1 總綫和總綫規範
3.1.2 總綫的分類
3.1.3 總綫的組成和性能指標
3.1.4 總綫的工作過程
3.2 常用的內部總綫
3.2.1 I2C總綫
3.2.2 SPI總綫
3.2.3 UART/SCI總綫
3.2.4 其他通用串行總綫
3.3 PC總綫
3.3.1 PC總綫概述
3.3.2 早期的PC係列總綫
3.3.3 PCI總綫
3.3.4 新一代PC總綫
3.3.5 其他計算機係統總綫
3.4 顯卡和顯卡的通信接口
3.4.1 顯卡的發展
3.4.2 顯卡與係統的連接

第4章 工控機與測控儀器接口總綫
4.1 概述
4.2 早期的工控機總綫技術
4.2.1 STD總綫
4.2.2 PC/104總綫
4.2.3 VME總綫
4.2.4 1553B總綫
4.3 CompactPCI

第5章 工業通信常用技術
第6章 常用的工業現場總綫
第7章 CANBus和汽車網絡
第8章 工業以太網技術及應用
參考文獻

前言/序言

工業通信網絡技術與應用 聚焦現代工業自動化與智能化，深刻剖析工業通信網絡的演進、關鍵技術、主流標準及前沿應用。 在工業4.0、中國製造2025等國傢戰略的推動下，工業領域的自動化、智能化、網絡化已成為不可逆轉的趨勢。這股浪潮以前所未有的速度重塑著製造業的生産模式、管理方式乃至整個産業生態。在這個過程中，工業通信網絡作為連接工業設備、傳輸海量數據、實現信息共享與協同控製的核心基礎設施，其重要性日益凸顯。從傳統的現場總綫到現代的工業以太網，再到麵嚮未來的工業物聯網，工業通信網絡技術正經曆著深刻的變革，對工業生産的效率、靈活性、可靠性和安全性提齣瞭更高的要求。 本書旨在係統性地介紹工業通信網絡領域的核心理論、關鍵技術、主流標準及實際應用。我們力求將復雜的技術概念以清晰、易懂的方式呈現，並緊密結閤工業生産的實際需求，幫助讀者建立起對工業通信網絡全麵而深入的認知。本書不僅是為高等學校電子與通信工程類專業的師生提供的參考教材，更是麵嚮廣大從事工業自動化、電氣工程、計算機科學、機械製造等領域的技術人員、工程師以及對工業通信技術感興趣的讀者量身打造的專業讀物。 本書內容涵蓋以下核心要點： 第一部分：工業通信網絡基礎與演進 工業通信的定義與重要性： 深入探討工業通信在現代工業體係中的地位，分析其如何支撐生産過程的監控、控製、調度和優化。我們將從宏觀角度審視工業通信對於提高生産效率、降低運營成本、保障生産安全以及實現柔性製造的關鍵作用。 工業通信網絡的發展曆程： 迴顧工業通信技術的演進，從早期的點對點通信、繼電器控製，到串行通信、現場總綫（如Profibus, Modbus, CAN等）的興起，再到工業以太網（如Ethernet/IP, Profinet, EtherCAT等）的廣泛應用，以及當前工業物聯網（IIoT）和時間敏感網絡（TSN）的齣現。我們將分析不同發展階段的技術特點、優缺點及其適用的場景，為理解當前技術格局奠定基礎。 工業通信網絡的基本組成： 闡述工業通信網絡的典型架構，包括現場層（傳感器、執行器、控製器）、控製層（PLC、DCS）和管理層（MES、ERP）。詳細介紹各層級設備之間的通信方式、數據交互流程以及網絡拓撲結構。 工業通信麵臨的挑戰： 分析工業環境下的特殊通信需求，如實時性、高可靠性、強實時性、安全性、魯棒性、環境適應性（如電磁乾擾、粉塵、濕度、溫度變化等）以及互操作性等。我們將探討這些挑戰如何驅動著技術的發展和標準的製定。 第二部分：關鍵工業通信技術與協議 現場總綫技術： 深入剖析幾種經典的現場總綫技術，包括： Modbus： 作為一種簡單、易用且廣泛應用的開放式串行通信協議，我們將詳細介紹其ASCII和RTU模式，以及在PLC、HMI、儀錶等設備間的應用。 CAN總綫： 重點介紹其在汽車電子和工業控製領域的應用，分析其多主、衝突檢測與非破壞性仲裁的獨特機製，以及其高可靠性和實時性優勢。 Profibus： 作為一種高效的現場總綫，我們將探討其DP（Decentralized Peripherals）和PA（Process Automation）子係列，分析其在不同工業場景下的適用性。 其他現場總綫： 簡要介紹如DeviceNet, AS-Interface, Foundation Fieldbus等具有代錶性的現場總綫技術，突齣其技術特點和應用領域。 工業以太網技術： 以太網在工業環境下的挑戰與解決方案： 分析標準以太網在工業實時性、確定性、可靠性等方麵的不足，以及如何通過協議優化、硬件升級和網絡設計來剋服這些問題。 主流工業以太網協議詳解： Ethernet/IP： 深入解析其 CIP (Common Industrial Protocol) 核心，探討其與標準以太網和TCP/IP協議棧的結閤，以及在 Rockwell Automation 係統中的應用。 Profinet： 詳細介紹其 RT（Real-time）和 IRT（Isochronous Real-time）機製，分析其在分布式自動化和運動控製方麵的優勢。 EtherCAT： 重點闡述其“郵件盒”概念和分布式時鍾技術，突齣其超高速度、精準同步和低延遲的特點，以及在伺服控製、運動同步等高端應用中的地位。 Modbus TCP/IP： 基於 Modbus 協議，通過 TCP/IP 實現的工業以太網通信，分析其簡單性和互操作性。 工業以太網交換機與網絡設備： 介紹適用於工業環境的特種交換機，包括其對惡劣環境的適應性、冗餘保護機製（如RSTP, MRP）、PoE（Power over Ethernet）等功能。 工業無綫通信技術： 探討 Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、LoRaWAN 等在工業場景中的應用，分析其在移動設備通信、無綫傳感器網絡、遠程監控等方麵的優勢和局限性。重點關注其在特定工業應用場景下的部署策略和技術要求。 第三部分：工業通信網絡架構與設計 工業通信網絡拓撲結構： 分析星型、總綫型、環型、樹型以及混閤型等工業網絡拓撲的特點，討論在不同應用場景下選擇閤適拓撲的原則。 網絡規劃與設計原則： 介紹工業通信網絡的設計流程，包括需求分析、協議選擇、帶寬計算、設備選型、布綫方案、安全策略等。 網絡冗餘與可靠性設計： 探討冗餘備份技術（如單播、組播、廣播、環網冗餘、鏈路聚閤等）在提高工業通信網絡可靠性方麵的作用，以及如何通過冗餘設計實現故障切換和係統的高可用性。 工業網絡安全： 深入分析工業控製係統（ICS）麵臨的網絡安全威脅，包括惡意軟件攻擊、DDoS攻擊、數據竊聽、篡改等。介紹網絡隔離、訪問控製、身份認證、加密技術、入侵檢測與防禦等安全措施，以及IEC 62443等工業網絡安全標準。 第四部分：工業通信網絡應用與發展趨勢 典型工業通信應用場景分析： 離散製造： 汽車製造、電子産品組裝等行業中，PLC、機器人、HMI之間的通信，以及MES係統與生産設備的集成。 流程製造： 石油化工、電力、製藥等行業中，DCS、SCADA係統對傳感器、執行器數據的采集與控製，以及對工藝參數的實時監控。 智慧工廠與工業物聯網（IIoT）： 探討如何利用工業通信網絡連接海量設備，實現數據采集、邊緣計算、雲計算、大數據分析，以及預測性維護、遠程診斷、智能化排程等高級應用。 智能交通與智慧城市： 分析工業通信技術在交通信號控製、公共交通監控、環境監測等領域的應用。 工業通信的未來發展方嚮： 時間敏感網絡（TSN）： 詳細介紹 TSN 技術如何為工業以太網帶來確定性的通信能力，解決實時性與靈活性的矛盾，賦能更高級彆的自動化與協同。 5G在工業領域的應用： 探討 5G 的高帶寬、低時延、大連接特性如何驅動工業無綫通信的革新，例如柔性製造、AGV/AMR的協同、遠程操作等。 OPC UA： 作為一種平颱無關、麵嚮對象的通信協議，分析其在實現跨平颱、跨廠商的互操作性方麵的巨大潛力，以及在工業物聯網中的核心作用。 人工智能與工業通信的融閤： 探討AI技術如何賦能工業通信網絡，例如智能故障診斷、異常檢測、網絡優化、自適應控製等。 工業邊緣計算： 分析邊緣計算如何與工業通信網絡協同工作，實現數據就近處理，降低網絡負擔，提升響應速度。 本書力求理論與實踐相結閤，通過豐富的圖示、錶格和案例分析，幫助讀者深入理解工業通信網絡的復雜體係。我們鼓勵讀者在學習理論知識的同時，積極動手實踐，瞭解不同通信協議的報文結構，掌握網絡配置與故障排除的方法，從而能夠獨立設計、部署和維護工業通信網絡，為推動中國工業的智能化轉型貢獻力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計著實吸引眼球，用色大膽而又穩重，仿佛預示著其內容將是工業通信領域中的一股強大力量。書名“工業通信網絡技術和應用”幾個大字，醒目地鑲嵌在中央，給人一種專業、權威的感覺。我迫不及待地翻開，想一探究竟。第一眼就被那清晰的目錄結構所吸引，條理分明，層層遞進，仿佛為我規劃瞭一條通往工業通信核心技術的學習路徑。從基礎概念的鋪墊，到各種通信協議的深入剖析，再到實際應用案例的展示，整個框架設計得相當閤理，尤其適閤我們這些剛剛接觸工業通信領域的學生。我尤其期待書中對各種“有綫”和“無綫”通信技術的比較分析，以及它們在不同工業場景下的優劣勢解讀，這對於我理解工業通信網絡的復雜性至關重要。另外，書中提到的“十二五”規劃教材的定位，也讓我對它的內容的前沿性和實用性充滿信心，相信它能為我們掌握未來的工業通信技術打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

在工業通信網絡技術與應用這個主題下，一本優秀的書籍必須具備的是對前沿技術的高度敏感性和對實際應用場景的深刻洞察。我希望這本書能夠提供對當前最熱門的工業物聯網（IIoT）相關的通信技術，例如5G在工業領域的應用、 TSN（時間敏感網絡）的原理及優勢，以及LoRa、NB-IoT等低功耗廣域網技術在工業場景下的部署和挑戰。同時，書中對現有主流工業通信協議，如Modbus、Profinet、Ethernet/IP等，能否進行深入的解析，包括其協議棧結構、通信機製、適用範圍以及在實際應用中可能遇到的問題和解決方案，這對我至關重要。我渴望瞭解的不僅僅是理論知識，更是如何在復雜的工業環境中，選擇最閤適的通信技術，如何進行有效的網絡設計和部署，以及如何解決實際操作中遇到的瓶頸。

評分☆☆☆☆☆

作為一名即將踏入工業通信領域的研究生，我對於教材的深度和廣度有著極高的要求。我希望這本書能夠提供關於工業通信網絡安全方麵的深入探討。在當前工業自動化和數字化轉型的大背景下，工業控製係統麵臨的網絡安全威脅日益嚴峻，因此，理解並掌握工業通信網絡的安全防護機製顯得尤為重要。我期待書中能詳細介紹常見的工業網絡攻擊類型，例如DDoS攻擊、病毒傳播、惡意軟件注入等，以及相應的防禦策略和技術，例如防火牆、入侵檢測係統（IDS）、虛擬專用網絡（VPN）在工業環境中的應用。此外，對於加密技術在工業通信中的應用，如TLS/SSL協議在保障數據傳輸安全方麵的作用，也希望能有詳細的闡述。若書中還能包含一些關於工業通信閤規性標準和法規的介紹，例如IEC 62443等，那將極大地提升本書的價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的語言風格和敘述方式，給我留下瞭深刻的印象。作者並沒有采用過於晦澀難懂的學術術語，而是用一種相對通俗易懂的方式，將復雜的工業通信概念娓娓道來。這種“潤物細無聲”的講解方式，讓我很容易就能夠理解那些原本可能令人生畏的技術細節。我特彆欣賞書中對一些關鍵概念的類比和舉例，比如將數據包比作信件，將網絡節點比作郵局，這種形象的比喻，極大地降低瞭學習門檻，讓我在腦海中構建起清晰的技術模型。而且，書中在講解一些技術原理時，還會穿插一些曆史發展的背景，這讓我對這些技術是如何一步步演進至今有瞭更深的認識，也更能體會到當前技術的精妙之處。我一直在尋找一本既能打牢基礎，又能激發學習興趣的教材，這本書似乎正是我的理想選擇。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本書，我最期待的就是它在“應用”部分能夠有多麼詳盡和貼近實際的案例分析。畢竟，理論知識固然重要，但如果不能將其轉化為解決實際問題的能力，那學習的意義就會大打摺扣。我希望書中能夠涵蓋來自不同工業領域，例如製造業、能源行業、交通運輸等，具體的工業通信網絡建設案例。這些案例最好能詳細描述項目的背景、麵臨的挑戰、所選用的通信技術、網絡架構設計、部署過程以及最終達成的效益。尤其是我非常關心書中能否對工業以太網在不同場景下的部署策略進行深入探討，例如，在惡劣環境下如何選擇閤適的工業級交換機和網綫，如何進行電磁兼容性的設計，以及如何保證網絡的穩定性和可靠性。如果書中能提供一些實操性的指導，例如網絡故障診斷與排除的方法，或者網絡安全防護的建議，那將是錦上添花。