面向工业物联网的消息中间件设计与实现

发布时间：2021-07-25 18:17

　　针对实际工业现场,采用异步的生产者/消费者模式,设计了一套面向消息的物联网中间件,完成底层传感器网关节点之间、网关与服务端之间的交互和数据通信,以屏蔽底层网络的异构性,实现实时数据的稳定可靠传输。通过分析物联网的体系结构,针对节点部署和数据采集的多样性以及通信的异构型等特点提出了物联网消息中间件的功能需求。依据网关节点的能量、计算、存储能力和通信带宽有限的限制条件提出了物联网消息中间件的性能需求,并根据工业环境的严格、复杂的特点提出了安全性和扩展性的需求。将中间件分成协议转换、命令控制、数据处理、缓存控制、日志调试、熔断器、定时器等模块,实现了网关的动态接入、传输协议之间的相互转换、系统和设备的实时控制、感知层数据的预处理、系统的熔断保护、异常数据的报警和恢复、网关设备的状态监控等功能。通过在模拟测试环境中对中间件的功能完整性、健壮性和并发性进行了测试,测试结果显示了其对于工业物联网具有很高的适用性,为物联网Web服务提供了逻辑清晰、稳定的数据源,并且网络适配层和应用业务适配层具有很高的扩展性。最后将消息中间件应用于实际工业物联网环境,实现了不同系统之间的数据互通和共享,确保了来源于工... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

中间件网络模型图

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文3 面向工业物联网的消息中间件系统设计3.1 系统总体设计根据需求分析，消息中间件系统分成 7 个主要功能模块，分别为数据处理模块、协议转换模块、控制命令模块、缓存管理模块、熔断器模块和定时器模块。如图 3-1所示。日志调试模块

命令控制模块流程图

【参考文献】：
期刊论文
[1]工业物联网在工业4.0时代正发挥重要作用[J].   智慧工厂. 2019(02)
[2]物联网通信中间件的设计与实现[J]. 杨慧慧,岳峻,贾世祥,李振波,李文升.  鲁东大学学报(自然科学版). 2019(01)
[3]区块链技术在工业物联网的应用研究[J]. 柏亮.  网络空间安全. 2018(09)
[4]基于XMPP协议的即时通信系统性能优化[J]. 范云珂,张治中,席兵,周杰.  信息通信. 2018(03)
[5]基于高性能消息管理机制的物联网中间件设计方法[J]. 王冰,陈庭贵.  计算机工程与应用. 2017(16)
[6]基于AMQP的即时通讯系统的实现[J]. 张乐.  电子技术与软件工程. 2017(05)
[7]面向先进制造环境的工业物联网关键技术研究[J]. 李锐君,周伟,侯维岩.  仪表技术. 2017(03)
[8]发布/订阅通信模式在空间信息网络中的应用[J]. 魏伍,徐卫,吕晶.  无线电通信技术. 2016(05)
[9]基于虚拟化进行系统及业务快速恢复[J]. 刘嘉.  软件. 2013(01)
[10]无线物联网中CoAP协议的研究与实现[J]. 汤春明,张荧,吴宇平.  现代电子技术. 2013(01)

博士论文
[1]物联网同态隐私保护关键技术研究[D]. 钱萍.南京邮电大学 2017

硕士论文
[1]基于物联网的消防监测系统及其语义决策模型的研究[D]. 徐方文.华东理工大学 2018
[2]轨道交通电源网管监控系统设计与开发[D]. 蒋益冲.西南交通大学 2017
[3]基于工业物联网的数据监测和质量回溯系统的设计与应用[D]. 文圳.电子科技大学 2017
[4]消息中间件元数据管理模块及发布订阅接口的设计与实现[D]. 姚思明.哈尔滨工业大学 2016



本文编号：3302528