面向冷链物流追踪的物联网中间件技术研究

发布时间：2020-10-21 14:07

　　 随着物联网技术的飞速发展,智能硬件设备不断发展壮大,价格也不断下降,产生了多种物联网平台,方便了大众的生活。然而现有物联网平台中存在多种通信标准与机制,只有遵循各平台的规范,才能够连接相应平台的设备。在冷链运输环节中,需要使用到多种不同类型的传感器,如何更好的使用好各传感器为冷链环节服务是本文研究的重点。本文从面向冷链物流的物联网中间件研究入手,主要工作有:(1)设计面向冷链物流追踪的物联网中间件架构,引入了D-Bus技术用以解决不同传感器节点之间通信的问题,对远程过程调用中接口的设计、全局唯一方法ID的设计、序列化反序列化进行实现,设计不同节点之间的数据通信方式,并对传感器冗余数据进行过滤。(2)在冷链运输过程中,因为商品的特殊性,所以对商品所处环境的要求很高,而由于传感器输出信号、质量等问题可能导致数据记录不准确,需要及时修改错误的数据并作出处理,因此论文设计并实现了中间件数据纠错模块。像温湿度之类的数据需要保持在一个严格的波动范围内,提出使用卡尔曼滤波算法对这些数据进行纠错处理,从而提升数据的可用性;而原始经纬度数据由于难以准确定位到道路上,本文提出可以结合电子地图使用隐马尔可夫预测模型结合加权纠偏算法对原始轨迹数据进行纠偏,实验证明可以很好的进行道路匹配,从而提升轨迹的准确度和价值。(3)基于Android与Web等技术设计实现了基于物联网中间件的冷链追溯系统,在移动端和Web端均实现了物联网中间件的相关功能,验证了冷链物流中间件的有效性和数据纠错算法的实用性。
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP391.44;TN929.5
【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容及主要工作
    1.4 论文结构安排
第二章 物联网中间件相关技术概述
    2.1 中间件技术概述
        2.1.1 中间件概念
        2.1.2 中间件种类
    2.2 物联网中间件技术
        2.2.1 物联网中间件接入技术
        2.2.2 D-Bus技术
        2.2.3 REST架构
    2.3 中间件数据纠错技术概述
        2.3.1 隐马尔可夫模型
        2.3.2 卡尔曼滤波算法
    2.4 本章小结
第三章 面向冷链物流追踪的物联网中间件架构
    3.1 背景介绍
    3.2 中间件架构设计
    3.3 中间件数据处理层设计与实现
    3.4 中间件远程过程调用设计与实现
        3.4.1 Restful接口设计
        3.4.2 方法ID映射
        3.4.3 序列化与反序列化
        3.4.4 数据传输
    3.5 传感器节点实时互联
        3.5.1 近端网络中传感器节点通信
        3.5.2 远程传感器节点之间通信
    3.6 本章小结
第四章 冷链物流中间件数据纠错技术研究
    4.1 背景介绍
    4.2 基于卡尔曼滤波器对平稳数据进行纠错
    4.3 基于隐马尔可夫模型的轨迹纠偏模型
        4.3.1 模型建立
        4.3.2 车辆纠偏模型观测概率
        4.3.3 车辆纠偏模型状态转移概率
        4.3.4 初始状态概率
        4.3.5 应用维特比算法求解轨迹纠偏模型
    4.4 基于加权算法对隐马尔可夫纠偏模型的改进
        4.4.1 隐马尔可夫轨迹纠偏模型局限性分析
        4.4.2 加权纠偏算法流程
        4.4.3 加权纠偏算法对常见偏离情况的处理分析
    4.5 仿真与性能分析
        4.5.1 实验参数设置
        4.5.2 实验结果分析
    4.6 本章小结
第五章 基于冷链物流中间件的冷链追溯系统设计与实现
    5.1 应用场景描述
    5.2 原型系统设计
        5.2.1 实验需求分析
        5.2.2 系统架构设计
    5.3 数据可视化展示模块设计与实现
        5.3.1 实时地图定位模块
        5.3.2 轨迹追踪模块
        5.3.3 详细数据展示模块
    5.4 中间件数据纠错模块设计与实现
    5.5 系统硬件环境
    5.6 基于冷链物流中间件的冷链追溯系统实验成果及分析
        5.6.1 冷链物流中间件信息采集展示
        5.6.2 数据可视化展示模块
        5.6.3 数据纠错模块
    5.7 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
附录4 攻读硕士学位期间所获荣誉
致谢

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本文编号：2850216