高性能M2M业务能力服务器的设计与实现

发布时间：2017-07-16 01:20

  本文关键词：高性能M2M业务能力服务器的设计与实现

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【摘要】：随着智慧城市建设的深化,具备物联网技术的终端越来越多,物联网服务应用越来越广泛。作为物联网应用中直接完成物品接入与控制的M2M (Machine-to-Machine)技术,将面临海量终端的可靠接入,连接保持、移动性管理、对应用的能力封装与开放等问题。针对这些问题,需深入研究国际主流的M2M服务体系,考虑海量终端接入所面临的大规模并发消息处理需求和海量监测数据处理需求,建立物联网终端的控制模型,设计并实现高性能的M2M业务能力服务器。 论文首先基于ETSI提出的M2M架构阐述了M2M业务能力服务器的位置、作用和交互对象,并从M2M业务能力服务器终端接入角度和M2M业务能力服务器应用服务提供角度,分别详细阐述了终端接入控制需求和服务能力提供需求。随后,论文针对M2M业务能力服务器在终端接入和服务提供过程中所面临的高并发压力和海量数据处理压力等性能挑战进行了详细分析,同时,结合接入控制与能力服务的事务处理特点,提出了基于Pub/Sub事务消息驱动和线程池技术的高性能M2M业务能力服务器架构,建立了基于Pub/Sub模式的内部事务消息与MQTT物联网终端接入协议的协议映射规则。之后,论文重点阐述了满足高性能消息处理要求的协议接入控制模块与消息适配分发模块的功能设计与交互流程设计,并完成了功能实现。通过对M2M业务能力服务器的功能测试和压力测试,验证了功能设计的正确性和高性能设计的有效性。论文最后总结了相关工作,并对下一步工作进行了展望。
【关键词】：M2M 物联网 PUB-SUB模式 高性能计算
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP368.5;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-13
• 1.1 论文工作背景及意义10-11
• 1.2 论文主要工作11
• 1.3 论文总体结构11-13
• 第二章 相关技术概述13-21
• 2.1 现有的物联网系统架构简介及分析13-15
• 2.1.1 ETSI-M2M架构13-15
• 2.1.2 M2M业务能力服务架构15
• 2.2 消息队列遥测传输(MQTT)协议15-21
• 2.2.1 MQTT协议简介16-20
• 2.2.2 M2M业务能力服务器应用MQTT的优势20-21
• 第三章 高性能M2M业务能力服务器需求分析21-32
• 3.1 M2M业务能力服务器总体要求21-22
• 3.2 M2M业务能力服务器系统总体结构22-25
• 3.2.1 M2M业务能力服务器的位置与作用22-23
• 3.2.2 M2M业务能力服务器外部接口23-25
• 3.3 M2M业务能力服务器功能需求分析25-29
• 3.3.1 面向M2M应用的服务25-27
• 3.3.2 面向M2M终端的功能27-29
• 3.4 M2M业务能力服务器性能需求分析29-30
• 3.4.1 大规模并发消息的处理29-30
• 3.4.2 海量数据的处理30
• 3.5 本章小结30-32
• 第四章 高性能M2M业务能力服务器概要设计32-54
• 4.1 M2M业务能力服务器事件处理机制32-35
• 4.2 M2M业务能力服务器功能架构设计35-38
• 4.2.1 MQTTPSA层35-36
• 4.2.2 接入控制层36
• 4.2.3 服务层36-38
• 4.3 高性能架构设计38-43
• 4.3.1 基于消息驱动的系统架构38-39
• 4.3.2 基于线程池的多线程并发技术39-41
• 4.3.3 高性能M2M业务能力服务器架构设计41-43
• 4.4 MQTTPSA层与接入控制层概要设计43-44
• 4.5 MQTT中间消息定义44-45
• 4.6 M2M事务消息定义45-48
• 4.6.1 与设备管理之间的接口Rd45
• 4.6.2 与事件处理之间的接口Ed45-47
• 4.6.3 与数据处理之间的接口Dd47
• 4.6.4 内部接口与MQTT消息的映射47-48
• 4.7 MQTTPSA层与接入控制模块层主要交互过程48-52
• 4.7.1 控制类消息48-50
• 4.7.2 事件类消息50-52
• 4.7.3 数据类消息52
• 4.8 本章小结52-54
• 第五章 M2M业务能力服务器的详细设计与实现54-64
• 5.1 M2M业务能力服务器软件结构54-55
• 5.2 M2M业务能力服务器设计实现55-60
• 5.2.1 M2M业务能力服务器整体类图55-56
• 5.2.2 系统消息整体类图56-57
• 5.2.3 MQTTPSA类图57-59
• 5.2.4 接入控制模块的类图59-60
• 5.3 核心处理流程设计60-63
• 5.3.1 移动性管理处理流程60-62
• 5.3.2 接入控制处理流程62-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 M2M业务能力服务器的测试64-74
• 6.1 测试环境64
• 6.2 系统功能测试64-73
• 6.2.1 设备管理与注册鉴权功能测试65-67
• 6.2.2 事件处理与消息推送功能测试67-68
• 6.2.3 数据处理功能测试68-69
• 6.2.4 移动性管理功能测试69-70
• 6.2.5 连接性管理功能测试70-73
• 6.3 系统性能测试73
• 6.4 本章小结73-74
• 第七章 结束语74-76
• 7.1 论文工作总结74
• 7.2 展望74-76
• 参考文献76-77
• 附录77-78
• 致谢78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：546579