本书为“十五五”高等院校工业互联网系列教材之一，依托杭州海康威视数字技术股份有限公司与天津启诚伟业科技有限公司联合研发生产的TQD-AIISP-EVAI赋能场景应用教学实训平台，以项目驱动教学模式贯穿始终，深度聚焦工业互联网技术创新应用。全书共分七篇，其中，“项目引导”从工业互联网基础切入，解析5G融合、边缘计算协同等前沿技术，为后续实践筑牢理论根基；“项目场景”以“智能电梯安全卫士”为核心，系统拆解其硬件架构与功能体系，呈现工业互联网在垂直领域的落地形态；“项目备战”围绕SCADA系统与PLC控制，深入剖析电梯运行底层逻辑，让学生掌握关键技术原理；“项目迎战”逐步推进机器视觉与工业听诊技术的应用，赋予电梯智能监测能力；最终在“项目实战”环节，整合多源技术，实现智能电梯安全检测全流程应用，形成从理论到实操的闭环学习链路。 本书适合作为高等院校新一代信息技术、工业互联网领域相关专业的教材，也可作为部分职业院校工业互联网等相关专业的教材，还可作为企业工程技术人员的培训教材，以及工业互联网技术爱好者的参考书。

在工业4.0时代的浪潮下，工业互联网作为制造业数字化转型的关键支撑，正深刻改变着制造业及相关产业的发展格局。然而，工业互联网领域的专业人才匮乏，传统教学模式难以满足行业对复合型、创新型人才的需求。基于上述行业发展需求与教学痛点，本书进行体系化编写，旨在弥补工业互联网高校教育的内容短板，促进理论研究与产业实践的有机结合。


本书具体特色如下：


一、革新教学模式，驱动主动实践


从教学模式革新角度来看，本书引入项目驱动教学模式，突破传统教学的理论与实践分离困境。传统教学注重知识灌输，学生实践操作机会少，难以将所学知识灵活运用到实际项目中。本书以TQD-AIISP-EV AI赋能场景应用教学实训平台为依托，将工业互联网知识体系融入一系列项目任务，从工业互联网基础理论学习，到智能电梯项目的硬件架构搭建、SCADA系统部署、PLC控制优化，再到机器视觉与工业听诊技术应用，学生在真实或模拟的项目场景中，主动探索问题、解决问题。这种教学模式打破传统教学的单向知识灌输，让学生深度参与项目全流程，有效提升实践操作能力、团队协作能力和创新思维能力，真正实现“做中学，学中做”。学生在解决实际问题过程中，通过主动探索知识、掌握技能，实现从“被动学习”到“主动实践”的转变，以提升教学效果与学习积极性。


二、设计闭环培养体系，培育专业人才


在人才培养方面，工业互联网行业需要既懂技术原理，又具备实际工程应用能力和创新思维的专业人才。本书通过“项目引导—项目场景—项目备战—项目迎战—项目实战”的闭环培养体系，以“智能电梯安全卫士”典型项目为依托，使学生深度参与硬件架构设计、软件算法开发全流程，系统掌握5G融合、边缘计算、数字孪生等前沿技术在工业场景中的应用，培养复杂工程问题解决能力，为行业输送高素质专业人才。


三、融入课程思政，实现价值引领与知识传授同频共振


本书将课程思政元素巧妙融入工业互联网知识体系与项目实践全过程。在讲解工业互联网技术演进时，展现我国科研人员突破技术封锁、实现自主创新的奋斗历程，激发学生的民族自豪感与科技报国情怀；在“智能电梯安全卫士”项目实践中，强调安全责任与工匠精神，引导学生树立严谨负责的职业态度。通过润物细无声的方式，让学生在掌握专业知识的同时，厚植家国情怀，培养正确的价值观与社会责任感，达成“德技并修”的育人目标。


四、新技术新产业紧密融合，精准对接行业人才需求


紧密追踪工业互联网领域5G、边缘计算、数字孪生、AI大语言模型等新技术发展动态，将前沿技术与制造业智能化转型创新应用等新产业需求深度融合。


通过“智能电梯安全卫士”典型项目，学生能学习到多源异构数据融合、跨企业数据协同等先进技术在实际场景中的应用。同时，结合TQD-AIISP-EV AI赋能场景应用教学实训平台，提供丰富的实操资源，助力学生掌握行业急需的核心技能，培养适应工业互联网快速发展的复合型人才，为新技术新产业发展提供坚实的人才支撑。


五、肩负传播使命，降低学习门槛


针对工业互联网多学科交叉、技术复杂的特点，本书配套丰富的视频、图片、文本等学习资源（通过扫描二维码即可获取），旨在降低学习门槛，无论是高等院校的学生，还是企业工程技术人员、工业互联网技术爱好者，都能从中获取有价值的知识，促进工业互联网技术在更广泛的群体中传播与应用，推动整个行业的发展与创新。


本书编写团队由长期从事信息、自动化、人工智能技术教学一线的高校教师和知识底蕴丰厚、技术经验丰富的企业技术工程师组成。本书得到天津职业技术师范大学、天津城市职业学院、天津仁爱学院等院校专家教授支持，杭州海康威视数字技术股份有限公司、天津启诚伟业科技有限公司深度参与教材的编写工作，所选案例均来自企业真实的工程项目，意在让学生在真环境中研究真问题、锻造真能力。


本书由天津职业技术师范大学董建、天津城市职业学院师建军、天津仁爱学院季宁任主编，杭州海康威视数字技术股份有限公司朱雁来、天津启诚伟业科技有限公司宋立红、天津仁爱学院罗才喜任副主编。具体编写分工：宋立红编写第一篇中的任务一、任务二和附录A；师建军编写第二篇中的任务一、任务二及第三篇中任务一；季宁编写第三篇中的任务二及第四篇中的任务一和任务二；朱雁来编写第五篇中的任务一、任务二；罗才喜编写第六篇中的任务一、任务二；董建编写第七篇中的任务一和任务二，并统筹全书案例开发，承担全书统稿工作。天津职业技术师范大学郝夏毅、天津启诚伟业科技有限公司的工程师严靖怡、宋姗参与了本书部分任务的素材整理编写工作，并提供了全书微课视频制作及PPT的制作。


特别致谢杭州海康威视数字技术股份有限公司、天津启诚伟业科技有限公司、中国铁道出版社有限公司对本教学资源开发提供的专业指导与帮助。


由于编者水平、经验及时间所限，书中难免存在疏漏与不妥之处，恳请业界专家及广大读者不吝批评指正。


编 者


2025年8月

第一篇项目引导——工业互联网基础1任务一通信与网络技术创新2任务二智能计算与模拟技术升级11第二篇项目场景——智能电梯安全卫士26任务一智能电梯安全卫士项目分析27任务二智能电梯安全卫士项目规划36第三篇项目备战——SCADA系统应用42任务一SCADA系统结构43任务二SCADA系统设计49第四篇项目备战——PLC控制与电梯运行优化71任务一PLC基础与智能电梯环境监测71任务二PLC协同控制优化与数据通信90第五篇项目迎战——机器视觉部署与行为监测100任务一智能电梯场景视觉系统部署100任务二电梯乘用行为分析算法开发115第六篇项目迎战——工业听诊应用与电梯设备诊断132任务一智能电梯场景音频系统搭建132任务二电机运行状态监测与诊断深化146第七篇项目实战——智能电梯安全检测综合应用156任务一AI大语言模型接入156任务二综合应用开发案例166附录A平台项目扩展175扩展一煤矿场景智能应用项目176扩展二冶金行业智能

董建，天津职业技术师范大学。师建军，天津城市职业学院。季宁，天津仁爱学院

本书为“十五五”高等院校工业互联网系列教材之一，依托杭州海康威视数字技术股份有限公司与天津启诚伟业科技有限公司联合研发生产的TQD-AIISP-EV AI赋能场景应用教学实训平台，以项目驱动教学模式贯穿始终，深度聚焦工业互联网技术创新应用。全书共分七篇，其中，“项目引导”从工业互联网基础切入，解析5G融合、边缘计算协同等前沿技术，为后续实践筑牢理论根基；“项目场景”以“智能电梯安全卫士”为核心，系统拆解其硬件架构与功能体系，呈现工业互联网在垂直领域的落地形态；“项目备战”围绕SCADA系统与PLC控制，深入剖析电梯运行底层逻辑，让学生掌握关键技术原理；“项目迎战”逐步推进机器视觉与工业听诊技术的应用，赋予电梯智能监测能力；最终在“项目实战”环节，整合多源技术，实现智能电梯安全检测全流程应用，形成从理论到实操的闭环学习链路。