基于CoAP的家庭网络通信协议的设计与实现

  随着传感技术与移动互联网的高速发展,人们对资源受限的家庭设备间的相互通信提出了更高的要求,数字家庭的发展受到了广泛的关注。作为数字家庭的关键部分,家庭网络的标准与技术已经成为国内外研究的热点。目前世界上多个组织与公司都制定了相应的数字家庭网络标准,这些标准极大地促进了家庭网络以及智能家电的发展与普及。由IETF(Internet Engineering Task Force)主导的CoAP (Constrained Application Protocol)协议为家庭网络中智能设备间相互通信提供了一种灵活、简捷、高效的方式,为数字家庭的实现提供了强大的支持。 CoAP是一种应用层的通信协议,可屏蔽家庭设备间连接技术与物理层上的差异,可为上层应用开发提供了统一的API (Application Programming Interface)。 CoAP协议建立在HTTP (Hypertext transfer protocol)网络协议与Web技术之上,实现了许多已有的网络技术规范。作者着重研究了CoAP协议的基本通信原理,同时对其实现机制进行了深入探讨。鉴于目前多数CoAP协议栈多是用C/C++语言实现,因此参照HITACHI的开源CoAP SDK框架的设计思想,作者实现了一套基于Java的CoAP协议栈,简化了CoAP应用程序的开发工作。同时,作者还将实现好的CoAP协议栈封装成Bundle,部署在OSGi框架之上,从而可以动态的管理协议栈,例如加载,启动,更新,停止,卸载。目前嵌入式设备的运行处理能力已得到极大的提升,许多智能终端可以轻松运行JVM(Java Virtual Machine),因而本文所设计的协议栈可得到广泛的实际应用。 最后作者以本文所实现的CoAP协议栈为基础,构建了一个医疗定位监控系统,实现CoAP的P2P通信。

【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN915.04;TP311.52
【目录】：

• 致谢5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-15
• 1.1 论文研究背景11-12
• 1.2 论文研究内容12-13
• 1.3 论文主要亮点13-14
• 1.4 论文组织结构14-15
• 2 受限应用协议CoAP的应用背景15-21
• 2.1 家庭网络15-17
• 2.1.1 家庭网络概述15-16
• 2.1.2 家庭网络的概念16
• 2.1.3 家庭网络的业务16-17
• 2.2 物联网17-20
• 2.2.1 物联网概述18
• 2.2.2 物联网的架构18-19
• 2.2.3 物联网的主要技术19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 受限应用协议CoAP的机制分析21-45
• 3.1 CoAP协议概述21-24
• 3.1.1 超文本传输协议HTFP21-23
• 3.1.2 受限应用协议CoAP23-24
• 3.2 CoAP协议特性24-25
• 3.3 CoAP协议模型25-29
• 3.3.1 逻辑模型25-26
• 3.3.2 消息模型26-27
• 3.3.3 交互模型27-29
• 3.4 CoAP消息格式29-32
• 3.4.1 消息格式29-31
• 3.4.2 选项格式31-32
• 3.4.3 选项值格式32
• 3.5 CoAP消息传输32-38
• 3.5.1 消息与端点33
• 3.5.2 可靠消息传输33-34
• 3.5.3 不可靠消息传输34-35
• 3.5.4 消息关联35
• 3.5.5 消息重传35-36
• 3.5.6 拥塞控制36
• 3.5.7 消息参数36-38
• 3.6 CoAP请求响应38-43
• 3.6.1 CoAP请求38-39
• 3.6.2 CoAP响应39-41
• 3.6.3 方法码与状态码41-43
• 3.7 CoAP协议选项43
• 3.8 本章小结43-45
• 4 受限应用协议CoAP的设计实现45-79
• 4.1 开发环境45-46
• 4.1.1 Eclipse45
• 4.1.2 Java45-46
• 4.2 设计目标46
• 4.3 CoAP协议的设计与实现46-69
• 4.3.1 消息子栈47-54
• 4.3.2 管道子栈54-60
• 4.3.3 资源子栈60-65
• 4.3.4 接口子栈65-69
• 4.4 CoAP协议的部署69-75
• 4.4.1 OSGI框架介绍69-70
• 4.4.2 OSGI体系结构70-71
• 4.4.3 Bundle生命周期71-72
• 4.4.4 CoAP协议部署72-75
• 4.5 本章小结75-79
• 5 受限应用协议CoAP的应用实例79-91
• 5.1 医疗定位系统的需求分析79-80
• 5.1.1 系统背景79-80
• 5.1.2 系统意义80
• 5.2 医疗定位系统的概要设计80-84
• 5.2.1 系统模型81
• 5.2.2 相关技术81-84
• 5.3 医疗定位系统的详细设计84-87
• 5.3.1 功能设计84-85
• 5.3.2 硬件环境85-87
• 5.4 医疗定位系统的功能展示87-90
• 5.4.1 地图显示87-88
• 5.4.2 定位信息88
• 5.4.3 报警信息88-89
• 5.4.4 定时信息89-90
• 5.5 本章小结90-91
• 6 总结与展望91-93
• 6.1 总结91
• 6.2 展望91-93
• 参考文献93-95
• 作者简历95-99
• 学位论文数据集99

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

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