物联网设备安全接入系统研究设计与实现
这是一篇关于物联网,工业互联网,身份校验,设备接入,数据分发的论文, 主要内容为在互联网飞速发展的大环境下,出现了许多改变人们生活的技术,其中物联网更是由于5G和一些移动网络技术的发展,使用场景变得越来越丰富,在改善人们生活环境的目标下,显得尤为重要。物联网的业务场景十分复杂,且会出现海量感知层数据,并且如果对设备身份合法性欠缺校验,就可能造成信息泄漏等危害,所以对物联网平台的实时数据处理、设备身份校验和并发数据处理能力提出了一些挑战。目前市面上各大物联网平台对处理数据及设备认证信息都有自己的一套方案,尚未有统一的标准。而本次研究则旨在设计一个能够合理校验设备身份,并且高效的处理并发实时数据的系统。本文将国内外研究现状进行分析,且详尽的分析了国内一些物联网平台的解决方案,结合工业互联网和消防物联网对异构数据的接人需求,设计并实现了拥有设备合法性校验的物联网设备安全接人系统。系统整体分为认证模块、设备接入模块、热更新模块、数据处理分发模块和系统管理模块。认证模块采用MQTT协议进行认证信息的传递,校验设备身份信息。接人模块集成多种网络协议,并解析适配多种物联网设备协议,统一处理后通过异步消息队列方式传递。热更新模块通过复用端口,将接入模块每次的版本更新进行不停机更新,避免因停机时间造成的损失。处理分发模块使用多种灵活的分发方式,将处理后的数据进行不同的操作。系统管理模块,通过后台管理系统的方式,让业务人员使用可视化界面来对设备进行管理和操作。最后通过Kubernetes容器云技术将系统进行高可用集群部署,增加容灾机制,让系统更加对稳定,增强了系统健壮性。本文对部署后的系统进行了完整流程的功能和性能相关测试,结果得知本系统具有很好的高并发性和很强的数据实时处理能力。在数据量很大的物联网环境下有很好的稳定性和扩展性。
物联网设备安全接入系统研究设计与实现
这是一篇关于物联网,工业互联网,身份校验,设备接入,数据分发的论文, 主要内容为在互联网飞速发展的大环境下,出现了许多改变人们生活的技术,其中物联网更是由于5G和一些移动网络技术的发展,使用场景变得越来越丰富,在改善人们生活环境的目标下,显得尤为重要。物联网的业务场景十分复杂,且会出现海量感知层数据,并且如果对设备身份合法性欠缺校验,就可能造成信息泄漏等危害,所以对物联网平台的实时数据处理、设备身份校验和并发数据处理能力提出了一些挑战。目前市面上各大物联网平台对处理数据及设备认证信息都有自己的一套方案,尚未有统一的标准。而本次研究则旨在设计一个能够合理校验设备身份,并且高效的处理并发实时数据的系统。本文将国内外研究现状进行分析,且详尽的分析了国内一些物联网平台的解决方案,结合工业互联网和消防物联网对异构数据的接人需求,设计并实现了拥有设备合法性校验的物联网设备安全接人系统。系统整体分为认证模块、设备接入模块、热更新模块、数据处理分发模块和系统管理模块。认证模块采用MQTT协议进行认证信息的传递,校验设备身份信息。接人模块集成多种网络协议,并解析适配多种物联网设备协议,统一处理后通过异步消息队列方式传递。热更新模块通过复用端口,将接入模块每次的版本更新进行不停机更新,避免因停机时间造成的损失。处理分发模块使用多种灵活的分发方式,将处理后的数据进行不同的操作。系统管理模块,通过后台管理系统的方式,让业务人员使用可视化界面来对设备进行管理和操作。最后通过Kubernetes容器云技术将系统进行高可用集群部署,增加容灾机制,让系统更加对稳定,增强了系统健壮性。本文对部署后的系统进行了完整流程的功能和性能相关测试,结果得知本系统具有很好的高并发性和很强的数据实时处理能力。在数据量很大的物联网环境下有很好的稳定性和扩展性。
基于微服务的物联网开放体系架构的设计与实现
这是一篇关于微服务,设备接入,并行协商,物联网的论文, 主要内容为随着当前软件架构的快速发展以及计算能力的快速提高,物联网具备了必要的发展基础,特别是对于开放的物联网体系具有积极的推动作用。目前,微服务架构是较为先进的软件架构设计方案,其架构的核心设计思想为对整体系统按照业务功能进行细粒度的模块化设计,每个模块完成同一类型的业务功能,模块具有高内聚、低耦合的特点,模块内部可采用完全不一样的技术栈实现业务功能,模块之间的业务交互采用统一的接口调用完成。本文基于微服务的方式设计并开发了一套物联网开放体系架构系统平台,能够完成接入并适配多种类型的独立物联网系统,实现对接入系统平台的物联网设备进行统一的管理与控制。主要工作内容如下:平台模块方面,对物联网设备接入以及管理进行了分析并抽象出了本系统中最关键的设备接入、设备管理以及能力注册表模块,根据开放物联网系统功能要求分别实现了以上模块中的各个子功能模块,包括设备接入模块中的规则引擎、时序数据库等模块,设备管理模块中的设备分组管理、权限校验、能力评估等模块;研究了多种设备接入协议的机制,并基于Netty以及Spring框架实现了设备接入模块对多种设备接入协议的支持。算法研究方面,对多物体共性能力协商选用模型进行了研究和设计,分析了传统基于QoS的能力选用机制的一些缺陷与不足,提出了基于并行协商的能力选择模型以及相应的简单协商策略;对设备能力评估算法进行了研究和设计,针对于设备能力特点提出了层次结构模型,基于评价指标的权重值计算出设备能力的Cost值,以此得出设备能力的评估值。设备接入方面,基于实验室目前已有的智能家居设备系统,完成了第三方系统设备与本系统平台的适配接入工作,在此过程中采用适配中间件的方式完成了对第三方系统设备的数据采集以及智能控制。
基于web的通用物联网智能移动终端软件的设计与实现
这是一篇关于物联网,移动终端软件,设备接入,边缘计算的论文, 主要内容为NB-IoT、5G,以及云计算、云存储和大数据等新兴技术的广泛应用和智能设备的快速发展、普及,为物联网的应用和创新提供了强有力的支撑。随着物联网设备数量的指数级增长,使用移动终端软件将设备快速接入物联网,并对其进行有效的管理变得尤为关键。然而,市场上常见的物联网终端软件在设备接入方面缺乏统一的标准,并缺乏对设备认证和用户校验的安全保障机制。另外,现有的物联网移动终端软件在应对物联网场景的变化以及实现复杂业务方面存在困难,导致用户的使用体验差。最后,目前大多数物联网移动终端软件都在云端处理感知决策,传输延迟大,无法满足高实时性要求的业务需求。本文针对当前物联网智能终端软件存在的问题,设计并开发了一个通用的物联网移动终端软件,研究了提高设备接入兼容性和安全性的技术,提出了基于规则引擎的推理决策机制,设计了手势、语音指令识别的神经网络模型并将其部署到手机终端,实现低延迟、低功耗的智能感知决策。论文的主要工作内容和成果如下:1.设计了基于web的物联网移动终端软件的整体架构,根据业务逻辑,该架构被划分为用户管理、场景管理、设备控制、设备接入以及指令识别五大模块,并实现了模块间的功能解耦和有序协作。2.设计了一种三方(云、移动终端软件和待接入设备)协作的接入认证机制,在设备接入模块中使用“物模型”统一设备数据标准,实现多种差异化设备的接入,并通过三方交互协作认证保证了设备接入的兼容性和安全性。3.提出了基于规则引擎的推理决策方案,实现了基于场景波动的决策化控制。通过规则引擎将场景管理模块中定义的简单独立规则抽象成复杂的业务逻辑,并生成推理网络,不断匹配环境变量的变化和规则库内的规则,以实现决策推理,并将决策方案作为指令传递给执行设备。4.设计和实现了基于移动终端的手势和语音指令识别模型,完成了训练及本地化部署,在移动终端中引入边缘计算,缓解了物联网的感知决策过程中网络资源紧张、延迟高的问题。测试表明,手势识别和语音识别的准确率分别达到了 0.99和0.91,平均识别耗时分别为10ms和331ms,指令下发耗时小于200ms,实现了准确且低延迟的接入设备控制。5.完成了通用物联网移动终端软件的开发,并在智能家居和健康监测的物联网场景下对各个模块进行了功能测试。测试结果表明,软件具有较好的响应速度、帧率和功耗表现,能够为用户提供良好的体验。
物联网设备安全接入系统研究设计与实现
这是一篇关于物联网,工业互联网,身份校验,设备接入,数据分发的论文, 主要内容为在互联网飞速发展的大环境下,出现了许多改变人们生活的技术,其中物联网更是由于5G和一些移动网络技术的发展,使用场景变得越来越丰富,在改善人们生活环境的目标下,显得尤为重要。物联网的业务场景十分复杂,且会出现海量感知层数据,并且如果对设备身份合法性欠缺校验,就可能造成信息泄漏等危害,所以对物联网平台的实时数据处理、设备身份校验和并发数据处理能力提出了一些挑战。目前市面上各大物联网平台对处理数据及设备认证信息都有自己的一套方案,尚未有统一的标准。而本次研究则旨在设计一个能够合理校验设备身份,并且高效的处理并发实时数据的系统。本文将国内外研究现状进行分析,且详尽的分析了国内一些物联网平台的解决方案,结合工业互联网和消防物联网对异构数据的接人需求,设计并实现了拥有设备合法性校验的物联网设备安全接人系统。系统整体分为认证模块、设备接入模块、热更新模块、数据处理分发模块和系统管理模块。认证模块采用MQTT协议进行认证信息的传递,校验设备身份信息。接人模块集成多种网络协议,并解析适配多种物联网设备协议,统一处理后通过异步消息队列方式传递。热更新模块通过复用端口,将接入模块每次的版本更新进行不停机更新,避免因停机时间造成的损失。处理分发模块使用多种灵活的分发方式,将处理后的数据进行不同的操作。系统管理模块,通过后台管理系统的方式,让业务人员使用可视化界面来对设备进行管理和操作。最后通过Kubernetes容器云技术将系统进行高可用集群部署,增加容灾机制,让系统更加对稳定,增强了系统健壮性。本文对部署后的系统进行了完整流程的功能和性能相关测试,结果得知本系统具有很好的高并发性和很强的数据实时处理能力。在数据量很大的物联网环境下有很好的稳定性和扩展性。
边缘计算平台的“即插即用”设备接入组件开发
这是一篇关于即插即用,模型映射,边缘计算,设备接入,在线监控的论文, 主要内容为目前,数字化工厂的总体要求,是设备的即插即生产。实现此目标面临的主要障碍,是工业现场不同厂家的设备大多使用不同的通信协议,从而面临着不互通和不能实现互操作的问题。根据以往的实践,每种通信协议的设备都需要有专门的技术人员来维护,维护通常需要多个手动执行的步骤,这样提高了开发运维的成本。此外,即插即生产需要实现设备接入系统时的自识别和自组态。因此,本文为边缘计算平台开发了一套设备即插即用组件,实现了对IO-Link设备接入EdgeX Foundry边缘计算平台的即插即用。本文首先分析了边缘计算平台的设备即插即用组件需求,基于IO-Link、OPC UA、EdgeX Foundry等技术,设计了基于边缘计算的设备即插即用技术方案。然后,本文设计并实现了开源边缘计算平台EdgeX Foundry的IO-Link设备即插即用组件,包括数据采集模块、设备管理服务、边缘设备接入服务、模型映射服务、数据导出服务、模型与配置存储服务和可视化服务七个部分。数据采集模块负责设备识别与数据采集。在设备的即插即用组态过程中,设备管理服务协调其它服务完成即插即用工作流程,包括IO-Link设备描述映射到OPC UA地址空间;设备接入边缘网关的自动配置;配置和模型的存储管理;历史时序数据流持久化等功能。数据导出服务将边缘网关中设备的数据流导出上云。可视化服务根据设备模型,动态变更Web可视界面来兼容新设备,为运维人员提供设备在线监控的功能。最后,通过实验验证了设备即插即用组件中各模块的功能和性能。实验结果表明,为EdgeX平台开发的设备即插即用组件,支持IO-Link设备的即插即用,拥有良好的性能。
基于web的通用物联网智能移动终端软件的设计与实现
这是一篇关于物联网,移动终端软件,设备接入,边缘计算的论文, 主要内容为NB-IoT、5G,以及云计算、云存储和大数据等新兴技术的广泛应用和智能设备的快速发展、普及,为物联网的应用和创新提供了强有力的支撑。随着物联网设备数量的指数级增长,使用移动终端软件将设备快速接入物联网,并对其进行有效的管理变得尤为关键。然而,市场上常见的物联网终端软件在设备接入方面缺乏统一的标准,并缺乏对设备认证和用户校验的安全保障机制。另外,现有的物联网移动终端软件在应对物联网场景的变化以及实现复杂业务方面存在困难,导致用户的使用体验差。最后,目前大多数物联网移动终端软件都在云端处理感知决策,传输延迟大,无法满足高实时性要求的业务需求。本文针对当前物联网智能终端软件存在的问题,设计并开发了一个通用的物联网移动终端软件,研究了提高设备接入兼容性和安全性的技术,提出了基于规则引擎的推理决策机制,设计了手势、语音指令识别的神经网络模型并将其部署到手机终端,实现低延迟、低功耗的智能感知决策。论文的主要工作内容和成果如下:1.设计了基于web的物联网移动终端软件的整体架构,根据业务逻辑,该架构被划分为用户管理、场景管理、设备控制、设备接入以及指令识别五大模块,并实现了模块间的功能解耦和有序协作。2.设计了一种三方(云、移动终端软件和待接入设备)协作的接入认证机制,在设备接入模块中使用“物模型”统一设备数据标准,实现多种差异化设备的接入,并通过三方交互协作认证保证了设备接入的兼容性和安全性。3.提出了基于规则引擎的推理决策方案,实现了基于场景波动的决策化控制。通过规则引擎将场景管理模块中定义的简单独立规则抽象成复杂的业务逻辑,并生成推理网络,不断匹配环境变量的变化和规则库内的规则,以实现决策推理,并将决策方案作为指令传递给执行设备。4.设计和实现了基于移动终端的手势和语音指令识别模型,完成了训练及本地化部署,在移动终端中引入边缘计算,缓解了物联网的感知决策过程中网络资源紧张、延迟高的问题。测试表明,手势识别和语音识别的准确率分别达到了 0.99和0.91,平均识别耗时分别为10ms和331ms,指令下发耗时小于200ms,实现了准确且低延迟的接入设备控制。5.完成了通用物联网移动终端软件的开发,并在智能家居和健康监测的物联网场景下对各个模块进行了功能测试。测试结果表明,软件具有较好的响应速度、帧率和功耗表现,能够为用户提供良好的体验。
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