基于WebRTC的实时通信系统的研究与实现
这是一篇关于WebRTC,P2P,实时通信,应用层组播,插件,跨平台的论文, 主要内容为传统C/S架构的实时通信应用不支持跨平台,开发人员需要针对不同平台开发多版本的客户端,开发费用极高;对用户而言,需要刻意下载、安装和升级客户端,非常繁琐。并且C/S架构的应用一般采用私有协议,各种应用不能相互通信。随着互联网的发展,浏览器功能的日益强大,特别是HTML5的出现,缩小了Web App与Native App的差距,但是目前大多数B/S架构的实时通信应用都需要安装插件才能使用,开发人员需要根据插件进行开发,出现问题很难测试,因为大部分插件都需要授权,导致开发成本太高,有时还得考虑不同浏览器之间的差异;而用户下载、安装和升级插件非常繁琐,并且存在安全隐患。2010年,谷歌收购Global IP Solutions公司得到了一项新技术,并于2011年5月将它进行了开源,这项技术就是现在非常火爆的WebRTC技术。WebRTC支持高质量的网页实时音频对话和视频对话,它集合了多媒体通信过程中的媒体流处理、私网穿越、网络传输和会话状态机等功能,并将它们封装在浏览器当中,不像插件那样需要下载安装。本文利用WebRTC与其它技术结合设计一款通信系统,致力解决目前大多数C/S架构应用和B/S架构应用存在的缺陷。本文首先重点研究了WebRTC和P2P技术,设计将WebRTC和P2P技术结合来减小服务器压力和消息传递时延,并对P2P技术涉及的NAT和NAT穿越进行了深入研究,确立了本系统使用STUN进行NAT穿越。P2P连接的信令控制方面,分析了两种信令控制协议,最终选择JSEP来实现信令控制。P2P连接需要信令服务器进行信令控制,本文研究了几种浏览器与服务器交互技术,挑选WebSocket实现浏览器与信令服务器的交互。在结合实际、跟上潮流的理念下,本文设计了三大通信模块,并为它们的数据转发方式进行了深入研究。针对直播模块数据转发的困难,本文设计了一种基于应用层组播的动态层次模型DHALM来建立直播模块的数据流的转发网络,并对DHALM进行仿真,证明DHALM平均路径长度小、控制开销小、具有较高的数据传输率和较好的鲁棒性。基于多人会议实现的难点,本文设计了基于P2P全连接结构和基于Router结构的两种会议模式,并对两种模式的人数阈值进行了实验分析。最后进行系统实现和测试,本系统通过了各种测试,各个模块性能卓越,达到了预期的效果。
全自动化空瓶检测系统软件设计与开发
这是一篇关于软件设计,数据库技术,运动控制,实时通信,软件加密的论文, 主要内容为近年来,国家对灌装前食品饮料包装瓶的质量检测越来越重视。随着自动化程度的提高,目前国际先进的基于机器视觉的空瓶检测最高速度已经达到20瓶／秒,但国内很多企业仍然采用人工检测方法,这种落后的检测方法已经无法满足高速灌装线的检测要求。目前国内企业采用的自动检测设备完全依赖于进口,所以开发具有自主知识产权的高速自动化灌装线检测系统以替代昂贵的进口设备符合我国市场的迫切需求。 本课题正是为改变这种现状的一次研发,全自动化空瓶检测系统是集机器视觉、精密机械、实时控制等于一体的高速在线检测设备。本课题软件系统采用C++语言在Visual C++环境下开发设计,由于C++语言的运行快速、接近硬件平台等特性,便于系统进行低层硬件操作、开发图像图例软件、直接与数据采集卡和运动控制卡通信。 本课题根据啤酒生产线的实际工艺以及检测系统的基本检测要求,开发设计了一套基于机器视觉的全自动化在线空瓶检测系统。该系统以机械、电子、软件、图像等技术为基础,结合各种辅助器件协调工作,实现检测并剔除有缺陷或有异物等不合格的空啤酒瓶。 本文主要阐述了空瓶检测系统的软件系统设计与开发。首先介绍了玻璃空瓶检测课题的研究背景,国外国内的研究现状,以及我国开发自主空瓶检测系统的重要性；其次介绍了系统的总体设计目标、基本结构和工作流程、硬件构成和软件体系的设计以及软件设计的技术路线选择；然后介绍了本空瓶检测系统数据库系统的设计以及软件中VC平台下数据库访问的实现,介绍了数据库设计的相关原则和VC访问数据库的几种方式,并结合软件需求选择了合适的数据库和数据访问方式；第三,介绍了系统控制方案的选择,并重点阐述了VC环境下通过数据采集卡和运动控制板卡实现实时控制的功能；第四,通信功能的实现,着重介绍了软件跟下位图像处理系统的通信；第五,研究了当前常用的软件加密与解密方法,提出了软件与硬件结合的加密方法,并具体阐述了这些方法在本系统中的实现；最后,对软件系统进行了测试和总结,并对系统、软件等方面存在的不足之处提出了展望和改进意见。 本课题通过理论研究、实际应用开发以及在实际运行环境所做的大量实验和测试,证明了本课题所提出的全自动化在线空瓶检测系统结构合理、性能稳定以及图像检测算法具有足够高的精度。目前研发的样机运行稳定、可靠,各项指标已达到预期目标。 自主研发的空瓶在线检测设备适合我国国情,它对保证啤酒质量、保护消费者的身体健康具有重要作用,能够给啤酒生产厂带来经济效益；它也会给空瓶在线检测设备的生产者带来相应的经济效益;此外,它将会有效抑制进口空瓶在线检测设备的价格,维护国家利益。
组态地图服务的设计及其在传感器设备管理的应用
这是一篇关于网络地图服务,组态技术,地图符号,可缩放矢量图形,可视化,实时通信,监控管理的论文, 主要内容为随着物联网应用与地理信息系统技术的逐步融合,将网络地理信息系统应用于物联网环境下传感器的设备管理已经成为了主要趋势,而网络地图服务(WMS)是网络地理信息系统的重要组成部分。WMS与物联网结合主要集中在基于位置的传感器管理,但是针对传感器数据的实时动态更新进行可视化表达并没有实现。组态技术就是物联网应用的一种关键技术,主要应用于工业现场实际情况的实时监视和控制,且已经逐步应用广泛。因此提出了将WMS与组态技术相结合的方法,从而实现传感器数据实时动态更新进行可视化表达,为传感器设备的管理提供更加方便快捷的方法。本文分析WMS管理传感器设备以及组态技术的实时监控的研究现状,对将WMS与组态技术相结合以及实现传感器数据实时可视化表达进行研究。首先,通过分析可缩放矢量图形(SVG)图形元素的特性,设计以SVG作为WMS的地图输出格式,基于传统的SVG地图符号,并结合组态技术对WMS进行了扩展,依据传感器数据与SVG地图符号的映射规则,形成了传感器数据与WMS地图实例中图形元素之间的具体映射,并通过脚本实现传感器数据变化驱动下的地图图形变化。然后,利用GeoTools工具实现WMS的发布过程,在组态WMS形成地图的地图实例的过程中,服务器将地图符号与传感器数据的映射规则编译成脚本。当传感器数据发生变化时,组态WMS实例利用脚本改变SVG地图符号的绘制参数,从而实现传感器数据实时动态更新以及可视化表达。最后,对组态WMS进行性能测试,研究测试方案,对传统WMS以及组态WMS的测试结果进行比较。论文将组态WMS方法应用验证于传感器管理系统中,该传感器管理系统的设计框架采用SpringMVC和Hibernate。完成传感器管理系统的功能展示,在系统中实现对传感器的增加、删除、修改、查询等操作并实现传感器数据实时可视化。实验的结果表明:组态地图服务既能利用地理空间数据发布地图,满足基本地图操作的需要;也能实现获取传感器的实时动态数据,进而达到传感器数据在地图上实时可视化的目的。组态技术和WMS相结合可广泛应用于在地理信息系统环境下传感器设备实时通信与监控管理等领域。
高动态飞行模拟器软件系统设计与开发
这是一篇关于飞行模拟器,软件开发,实时通信,飞行仿真的论文, 主要内容为飞行模拟器广泛应用于飞行训练与飞机工程开发,是3代以上战斗机必不可少的重要实验设施。由于在真正的飞机上进行驾驶技能培训成本高昂,而且出于安全原因的考虑,无法在真正的战斗机上模拟一些复杂和危险的情况,所以利用飞行模拟器训练飞行员成为了一种既经济又安全有效的方式,飞行模拟器技术也得到了世界各国的重视。飞行模拟器可以在实验室条件下真实地模拟飞行器在空中实际飞行时的各种姿态,复现其运动时的动力学特征,所以运动平台性能的优劣直接关系到飞行模拟的逼真性和安全性,是保证飞行人员选拔与训练效果的基础,因此对运动平台提出的载荷、频响等技术指标也日益苛刻。故开展高动态运动平台的研制对飞行模拟乃至航空工业的发展都具有重要意义。本文结合“高动态飞行模拟器”项目,研究开发了基于高动态飞行模拟器的软件系统。本文分析了高动态飞行模拟器系统的总体架构,并结合模拟器的实际功能需求,提出了系统各软件模块的方案。本文主要内容为:1.分析了高动态飞行模拟器软件系统组成,包括总控计算机、运动控制计算机和图形显示计算机,并根据每个计算机的功能需求划分功能模块,为之后的软件功能模块详细开发做铺垫;2.针对系统在通信方面的实际需求,通过对常用的实时通信方案的对比,确定使用EtherCAT总线技术+TwinCAT的实时系统通信方案,并对TwinCAT的实时性进行测试;而由于用户交互界面实时性要求较低,采用TwinCAT ADS通信方案实现用户交互界面和底层网络之间的数据通信,并运用ADS Monitor软件进行抓包测试。3.针对上层模块的功能将其分为状态监控模块、图形显示模块和运动控制模块,并对3个模块进行详细设计与开发。其中状态监控模块主要负责状态显示与数据保存;图形显示模块主要负责数据曲线的绘制;运动控制模块是系统核心模块,分为手动维护、预编程功能、闭环控制和动态仿真4种模式,同时针对动态仿真模式在MATLAB软件中进行仿真实验,并对模型进行优化以达到设计要求。
基于WebRTC的实时通信系统的研究与实现
这是一篇关于WebRTC,P2P,实时通信,应用层组播,插件,跨平台的论文, 主要内容为传统C/S架构的实时通信应用不支持跨平台,开发人员需要针对不同平台开发多版本的客户端,开发费用极高;对用户而言,需要刻意下载、安装和升级客户端,非常繁琐。并且C/S架构的应用一般采用私有协议,各种应用不能相互通信。随着互联网的发展,浏览器功能的日益强大,特别是HTML5的出现,缩小了Web App与Native App的差距,但是目前大多数B/S架构的实时通信应用都需要安装插件才能使用,开发人员需要根据插件进行开发,出现问题很难测试,因为大部分插件都需要授权,导致开发成本太高,有时还得考虑不同浏览器之间的差异;而用户下载、安装和升级插件非常繁琐,并且存在安全隐患。2010年,谷歌收购Global IP Solutions公司得到了一项新技术,并于2011年5月将它进行了开源,这项技术就是现在非常火爆的WebRTC技术。WebRTC支持高质量的网页实时音频对话和视频对话,它集合了多媒体通信过程中的媒体流处理、私网穿越、网络传输和会话状态机等功能,并将它们封装在浏览器当中,不像插件那样需要下载安装。本文利用WebRTC与其它技术结合设计一款通信系统,致力解决目前大多数C/S架构应用和B/S架构应用存在的缺陷。本文首先重点研究了WebRTC和P2P技术,设计将WebRTC和P2P技术结合来减小服务器压力和消息传递时延,并对P2P技术涉及的NAT和NAT穿越进行了深入研究,确立了本系统使用STUN进行NAT穿越。P2P连接的信令控制方面,分析了两种信令控制协议,最终选择JSEP来实现信令控制。P2P连接需要信令服务器进行信令控制,本文研究了几种浏览器与服务器交互技术,挑选WebSocket实现浏览器与信令服务器的交互。在结合实际、跟上潮流的理念下,本文设计了三大通信模块,并为它们的数据转发方式进行了深入研究。针对直播模块数据转发的困难,本文设计了一种基于应用层组播的动态层次模型DHALM来建立直播模块的数据流的转发网络,并对DHALM进行仿真,证明DHALM平均路径长度小、控制开销小、具有较高的数据传输率和较好的鲁棒性。基于多人会议实现的难点,本文设计了基于P2P全连接结构和基于Router结构的两种会议模式,并对两种模式的人数阈值进行了实验分析。最后进行系统实现和测试,本系统通过了各种测试,各个模块性能卓越,达到了预期的效果。
基于WebSocket的信息推送服务平台设计与实现
这是一篇关于WebSocket,推送系统,Netty,实时通信,安卓的论文, 主要内容为近年来,随着智能应用对信息推送服务的需求日益扩大,市场上涌现出一大批与信息推送相关的技术。但这些技术往往只能覆盖移动端或网页端中的一种,且信息的推送到达率较低,单机的并发连接量较小。为实现跨平台、高推送到达率、高并发的推送系统,本文提出了基于WebSocket的推送服务解决方案。WebSocket协议是Htm15中为实现客户端与服务器双向通信而新增的协议,本文在深入研究该协议的基础上实现了客户端与服务器端推送服务的构建。首先分析了推送系统的整体架构设计,并在此基础上提出了跨平台适配层、推送消息反馈机制、服务器并发优化等设计。其中,为封装不同的客户端在后台实现的差异,本文设计了跨平台适配层来分别对用户注册与登录模块、心跳机制等有差异的部分进行定制;为提升推送消息的到达率,本文设计了推送消息反馈机制,通过消息确认机制、离线消息重发机制、断线重连机制来确保在线用户与离线用户均能及时地收到服务端推送的消息;为提升系统的并发连接量,本文对Linux系统连接数与TCP协议配置进行了优化,并设计了线程池来减少线程切换带来的性能损耗。此外,本文还介绍了该推送系统的应用实现,分别从服务端、移动端、网页端讲述了其具体功能的实现。最后,本文通过自定义软件对该系统进行测试。从功能上看,本文实现的各项功能均能正确、稳定的运行;从性能上看,该系统能够实现单机80万的并发连接量,且能够实现均值95.75%的在线到达率,同时平均时间延迟控制在5s左右。功能与性能测试表明,本文设计的推送服务在功能上与性能上均达到了预期的目标。
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