面向智慧消防的物联网云平台系统设计
发布时间：2021-08-19 14:05
随着我国城市化建设的展开,城市中建筑物的功能结构越来越复杂,如何快速发现以及整治建筑物中的火灾及隐患成为亟待解决的问题,而物联网及云平台等技术的出现为这一问题提供了解决思路。本文基于智慧消防这一大背景,以防止电气火灾的故障电弧探测设备作为智慧消防核心终端,结合物联网技术、云平台技术以及微服务治理技术,针对传统的消防系统的软件架构方式单一、整体的平台应用软件的稳定性、可靠性以及可扩展性差等问题,提出了面向智慧消防的物联网云平台系统设计方案。本文主要针对如下内容进行了研究:（1）结合物联网技术架构,将整个系统划分为了三层,分别为终端感知传输层、云平台基础设施层以及前后端应用服务层。随后对整体架构以及每层特点进行了研究,确定了整体的功能需求以及技术选型。（2）在云平台系统中的数据传输层面,本文采用MQTT这一基于发布/订阅方式进行通信的协议来实现终端模块与云平台的连接,然后在此基础上对于后端应用服务与终端模块之间的交互命令协议进行了分析以及定义。（3）针对云平台的搭建,本文使用基于Docker实现的容器技术来对整个平台的基础物理资源进行虚拟化。针对平台内部各个容器应用的调度以及管理,使用Ku...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型云平台系统
浙江大学硕士学位论文第2章系统关键技术分析及整体架构设计8第2章系统关键技术分析及整体架构设计本章在智慧消防的大背景下，结合1.2节的相关技术现状，分析了该系统所需的关键技术，然后结合物联网云平台系统在实际场景下的应用需求，分析了该系统所需的功能特性，最后根据相关技术背景提出了物联网云平台系统的总体设计方案。2.1物联网云平台系统关键技术分析2.1.1物联网架构及消息传输技术分析（1）物联网架构介绍物联网技术是面向智慧消防的云平台系统实现过程中所需的关键技术，能够提供一个基于互联网所实现的一个物与物之间相互通信的网络。现如今物联网已经慢慢地应用在不同行业内，如家电、医疗等。如图2.1所示，一般可以将物联网的系统架构分为信息感知层、网络传输层和应用服务层这三层结构[27]。图2.1物联网系统架构其中1）信息感知层一般为物联网中的终端设备，通过RFID、传感器以及嵌入式系统等技术来获取设备周围的数据，通过Zigbee、Wi-Fi等无线网络技术[29]将设备接入到网络传输层以及应用服务层，从而实现数据的传输与共享；2）网络传输层一般为信息感知层与应用服务层提供网络连接，系统可以选择通过无线或者有线的通信技术或者可以同时采用两种通信方式将数据快速可靠的送到云
euingTelemetryTransport（消息队列遥测传输）[31]，基于TCP/IP运行，是由IBM制定出来的即时通讯协议，在OSI的7层模型中位于应用层。MQTT协议基于发布/订阅的消息通信模型，在MQTT的通信过程中有三个角色，分别为发布者、订阅者以及消息服务器。如图2.2所示，消息的发布者可以通过消息服务器Broker来发布消息，消息的订阅者也可以通过消息服务器来对消息进行订阅，这样当发布者发布消息的时候，订阅者就能在第一时间接收到MQTTBroker推送过来的消息，并且消息通信的双方既可以承担发布者的角色也可以承担订阅者的角色。图2.2MQTT发布/订阅模型MQTT传输消息的过程中需要指定传输的Topic以及Payload，Topic即传输消息的类型，订阅者通过订阅指定Topic来获得所属该Topic的消息，Payload是需要传输的消息内容。MQTT的消息的具体格式如图2.3所示，主要由固定报文头FixedHeader、可变报文头VariableHeader以及报文体Payload构成。其中固定报文头一般用来标示消息的Topic以及消息的大小等通用信息，可变报文头不一定存在于所有的消息中，主要用于特定消息的数据头的标识，而报文体则是用来
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Spring Cloud微服务架构的应用[J]. 李娜. 电子技术与软件工程. 2019(12)
[2]基于Spring Cloud服务调用的设计与应用[J]. 郭致远,魏银珍. 信息技术与网络安全. 2019(02)
[3]基于Docker服务器的云平台实现[J]. 葛育佳,李亮,陆冬磊. 电脑知识与技术. 2019(04)
[4]基于SSM框架的后台管理系统设计与实现[J]. 刘义忠,张伟. 软件导刊. 2019(02)
[5]基于Dubbo微服务技术的应用与实现[J]. 周洪岩. 信息与电脑(理论版). 2018(19)
[6]试析基于Node.js的前后端分离框架的实现[J]. 张晓颖. 计算机产品与流通. 2018(10)
[7]基于Spring Cloud的微服务构建及软件云化应用研究[J]. 梁安健,胡宁,罗剑武,陈泫文. 电子产品可靠性与环境试验. 2018(S1)
[8]基于Spring Cloud和Docker的微服务架构设计[J]. 王方旭. 中国信息化. 2018(03)
[9]云平台中MySQL数据库高可用性的设计与实现[J]. 康文杰,王勇,俸皓. 计算机工程与设计. 2018(01)
[10]关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见[J]. 中国消防. 2017(21)
硕士论文
[1]基于Docker的智慧消防云平台构建及其典型应用的研究[D]. 管文超.华东理工大学 2018
[2]基于MQTT的云推送平台的研究及应用[D]. 郑峰.杭州电子科技大学 2016
[3]基于物联网的消防管理系统的设计与实现[D]. 杨成刚.吉林大学 2015
[4]基于物联网业务平台的设备管理方法研究与实现[D]. 张雪.北京邮电大学 2015
[5]基于物联网的城市消防安全管理服务平台[D]. 罗云芳.电子科技大学 2014
[6]基于CoAP的家庭网络通信协议的设计与实现[D]. 曾泽熠.北京交通大学 2013
[7]基于物联网的消防监控系统关键技术研究[D]. 符修文.武汉理工大学 2013
[8]RFID安全系统中间件的研究与设计[D]. 耿东久.电子科技大学 2011
[9]基于XMPP协议的即时消息系统的研究与实现[D]. 吴玉婷.西安电子科技大学 2009
本文编号：3351552
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型云平台系统
浙江大学硕士学位论文第2章系统关键技术分析及整体架构设计8第2章系统关键技术分析及整体架构设计本章在智慧消防的大背景下，结合1.2节的相关技术现状，分析了该系统所需的关键技术，然后结合物联网云平台系统在实际场景下的应用需求，分析了该系统所需的功能特性，最后根据相关技术背景提出了物联网云平台系统的总体设计方案。2.1物联网云平台系统关键技术分析2.1.1物联网架构及消息传输技术分析（1）物联网架构介绍物联网技术是面向智慧消防的云平台系统实现过程中所需的关键技术，能够提供一个基于互联网所实现的一个物与物之间相互通信的网络。现如今物联网已经慢慢地应用在不同行业内，如家电、医疗等。如图2.1所示，一般可以将物联网的系统架构分为信息感知层、网络传输层和应用服务层这三层结构[27]。图2.1物联网系统架构其中1）信息感知层一般为物联网中的终端设备，通过RFID、传感器以及嵌入式系统等技术来获取设备周围的数据，通过Zigbee、Wi-Fi等无线网络技术[29]将设备接入到网络传输层以及应用服务层，从而实现数据的传输与共享；2）网络传输层一般为信息感知层与应用服务层提供网络连接，系统可以选择通过无线或者有线的通信技术或者可以同时采用两种通信方式将数据快速可靠的送到云
euingTelemetryTransport（消息队列遥测传输）[31]，基于TCP/IP运行，是由IBM制定出来的即时通讯协议，在OSI的7层模型中位于应用层。MQTT协议基于发布/订阅的消息通信模型，在MQTT的通信过程中有三个角色，分别为发布者、订阅者以及消息服务器。如图2.2所示，消息的发布者可以通过消息服务器Broker来发布消息，消息的订阅者也可以通过消息服务器来对消息进行订阅，这样当发布者发布消息的时候，订阅者就能在第一时间接收到MQTTBroker推送过来的消息，并且消息通信的双方既可以承担发布者的角色也可以承担订阅者的角色。图2.2MQTT发布/订阅模型MQTT传输消息的过程中需要指定传输的Topic以及Payload，Topic即传输消息的类型，订阅者通过订阅指定Topic来获得所属该Topic的消息，Payload是需要传输的消息内容。MQTT的消息的具体格式如图2.3所示，主要由固定报文头FixedHeader、可变报文头VariableHeader以及报文体Payload构成。其中固定报文头一般用来标示消息的Topic以及消息的大小等通用信息，可变报文头不一定存在于所有的消息中，主要用于特定消息的数据头的标识，而报文体则是用来
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Spring Cloud微服务架构的应用[J]. 李娜. 电子技术与软件工程. 2019(12)
[2]基于Spring Cloud服务调用的设计与应用[J]. 郭致远,魏银珍. 信息技术与网络安全. 2019(02)
[3]基于Docker服务器的云平台实现[J]. 葛育佳,李亮,陆冬磊. 电脑知识与技术. 2019(04)
[4]基于SSM框架的后台管理系统设计与实现[J]. 刘义忠,张伟. 软件导刊. 2019(02)
[5]基于Dubbo微服务技术的应用与实现[J]. 周洪岩. 信息与电脑(理论版). 2018(19)
[6]试析基于Node.js的前后端分离框架的实现[J]. 张晓颖. 计算机产品与流通. 2018(10)
[7]基于Spring Cloud的微服务构建及软件云化应用研究[J]. 梁安健,胡宁,罗剑武,陈泫文. 电子产品可靠性与环境试验. 2018(S1)
[8]基于Spring Cloud和Docker的微服务架构设计[J]. 王方旭. 中国信息化. 2018(03)
[9]云平台中MySQL数据库高可用性的设计与实现[J]. 康文杰,王勇,俸皓. 计算机工程与设计. 2018(01)
[10]关于全面推进“智慧消防”建设的指导意见[J]. 中国消防. 2017(21)
硕士论文
[1]基于Docker的智慧消防云平台构建及其典型应用的研究[D]. 管文超.华东理工大学 2018
[2]基于MQTT的云推送平台的研究及应用[D]. 郑峰.杭州电子科技大学 2016
[3]基于物联网的消防管理系统的设计与实现[D]. 杨成刚.吉林大学 2015
[4]基于物联网业务平台的设备管理方法研究与实现[D]. 张雪.北京邮电大学 2015
[5]基于物联网的城市消防安全管理服务平台[D]. 罗云芳.电子科技大学 2014
[6]基于CoAP的家庭网络通信协议的设计与实现[D]. 曾泽熠.北京交通大学 2013
[7]基于物联网的消防监控系统关键技术研究[D]. 符修文.武汉理工大学 2013
[8]RFID安全系统中间件的研究与设计[D]. 耿东久.电子科技大学 2011
[9]基于XMPP协议的即时消息系统的研究与实现[D]. 吴玉婷.西安电子科技大学 2009
本文编号：3351552
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