基于MQTT的工业物联网接入平台研究与设计
发布时间：2021-10-19 07:44
随着我国社会与经济的快速发展,工业发展水平不断提高,在物联网技术的高速发展下,物联网进入与传统产业深度融合发展的崭新阶段。工业制造领域的转型升级成为工业物联网发展的重要驱动力。尽管如此,当前大多数传统工业企业信息化水平较低,工业控制系统通常都是封闭运行,系统间难以互联互通,数据采集无法大规模并网存储。企业在工业物联网技术的使用中,发展不均衡。大型企业可以凭借人才储备和资金优势,通过大规模升级改造或更新现有生产设备,将工业物联网技术应用到实际生产中。而对于中小型企业,由于物联网设备技术改造及新技术学习成本较高,难以凭借自身力量在现有设备基础上完成改造。当前传统总线设备仍然占据近半数市场份额,这些设备不支持新的物联网协议。大多数企业对数据的安全传输不够重视,现有MQTT协议中对资源受限型设备的数据加密传输支持不友好。当前物联网平台对设备的连接管理和数据高速处理的流程复杂且维护成本高,无法满足不同规模的企业对物联网平台性能的差异性需求。本文通过对当前物联网平台及现场总线的研究,针对企业在传统现场总线设备升级时遇到的困难,设计并完成了基于MQTT的工业物联网接入平台。接入平台可以帮助企业在进行...
【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常用工业协议使用量占比在地域分布情况中，欧洲和中东地区，PROFIBUS仍然是领先，而PROFINET的增长
图 2.1 传统物联网架构图层作为信息和数据的来源，是构建物联网系统的基础。感知层中通常包表的感知设备、以 RFID（射频识别）为代表的识别设备、GPS（全球定踪装置、图像捕捉设备以及激光扫描设备等[6]。层主要是通过移动通信网络、互联网、低功耗广域网等各类通信技术，
工业物联网体系架构如图 2.2 所示。图 2.2 工业物联网体系架构图2.2 工业物联网架构所面临的问题（1）数据采集部分当前工业物联网的终端设备种类众多，现场总线协议不一致，如果需要接入统一平台，需要采购特定的工业物联网网关将协议进行转换；常用工业物联网网关成本高，对中小企业的物联网升级带来阻碍。（2）数据传输部分在信息的安全传输方面，各平台对数据的安全加密基本集中在采用 TLS/SSL 的方式，国内外物联网平台支持的接入方式及数据安全措施如表 2.1 所示。采用 TLS 对数据进行加密传输时，对于资源受限的物联网设备，不仅无法支持本地证书的存储，并且增加设备资源消耗。（3）设备连接管理及数据存储部分一般工业生产环节会受销售市场的影响调整参与生产的设备数量。受此影响，设备的接入量也会在不同时期呈现不同的规模。此外，随着生产规模的逐步扩大，设备的连接量也会逐步上升。因此，工业物联网平台架构需要满足设备接入的可拓展性，可在不影响原
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于工业物联网的智能网关设计[J]. 张仪,杨露霞,张椅. 自动化仪表. 2018(06)
[2]基于MQTT协议的物联网电梯监控系统设计[J]. 崔自赏,陈冰,艾武,黄明强. 电子测量技术. 2018(07)
[3]构建基于工业物联网的空气质量监测系统[J]. 李旭. 互联网天地. 2017(06)
[4]工业物联网大数据平台在工程机械行业的应用[J]. 张启亮,韩键,姜丽萍. 信息技术与标准化. 2017(04)
[5]工业物联网安全风险分析及对策研究[J]. 张猛. 中国工业评论. 2017(04)
[6]工业物联网大数据平台架构与应用[J]. 郑树泉. 软件产业与工程. 2016(06)
[7]ESP8266在智能家居监控系统中的应用[J]. 范兴隆. 单片机与嵌入式系统应用. 2016(09)
[8]基于ISA100.11a工业物联网的中间件设计与实现[J]. 支亚军,张建奇,杨宁. 自动化仪表. 2015(12)
[9]物联网概念的基本定位[J]. 刘克一. 数字技术与应用. 2015(04)
[10]高性能Redis数据库安全手册[J]. 曾金燕. 计算机与网络. 2015(06)
硕士论文
[1]工业物联网信息安全防护技术研究[D]. 王斌.电子科技大学 2018
[2]基于物联网平台的温室大棚监测和控制系统设计[D]. 樊健.安徽大学 2016
[3]工业物联功能架构及集成网关设计[D]. 张权.冶金自动化研究设计院 2016
[4]基于Redis的结构化数据缓存系统的设计与实现[D]. 王景佩.华中科技大学 2016
[5]基于Wi-Fi SoC的物联网平台设计[D]. 纪亚萍.兰州大学 2015
[6]水资源监测物联网平台的设计[D]. 谢启顺.哈尔滨工业大学 2014
[7]物联网中RFID中间件的负载均衡研究[D]. 胡云峻.电子科技大学 2014
[8]MySQL数据库源代码分析及存储引擎的设计[D]. 王威.南京邮电大学 2012
本文编号：3444447
【文章来源】：广西师范大学广西壮族自治区
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
常用工业协议使用量占比在地域分布情况中，欧洲和中东地区，PROFIBUS仍然是领先，而PROFINET的增长
图 2.1 传统物联网架构图层作为信息和数据的来源，是构建物联网系统的基础。感知层中通常包表的感知设备、以 RFID（射频识别）为代表的识别设备、GPS（全球定踪装置、图像捕捉设备以及激光扫描设备等[6]。层主要是通过移动通信网络、互联网、低功耗广域网等各类通信技术，
工业物联网体系架构如图 2.2 所示。图 2.2 工业物联网体系架构图2.2 工业物联网架构所面临的问题（1）数据采集部分当前工业物联网的终端设备种类众多，现场总线协议不一致，如果需要接入统一平台，需要采购特定的工业物联网网关将协议进行转换；常用工业物联网网关成本高，对中小企业的物联网升级带来阻碍。（2）数据传输部分在信息的安全传输方面，各平台对数据的安全加密基本集中在采用 TLS/SSL 的方式，国内外物联网平台支持的接入方式及数据安全措施如表 2.1 所示。采用 TLS 对数据进行加密传输时，对于资源受限的物联网设备，不仅无法支持本地证书的存储，并且增加设备资源消耗。（3）设备连接管理及数据存储部分一般工业生产环节会受销售市场的影响调整参与生产的设备数量。受此影响，设备的接入量也会在不同时期呈现不同的规模。此外，随着生产规模的逐步扩大，设备的连接量也会逐步上升。因此，工业物联网平台架构需要满足设备接入的可拓展性，可在不影响原
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于工业物联网的智能网关设计[J]. 张仪,杨露霞,张椅. 自动化仪表. 2018(06)
[2]基于MQTT协议的物联网电梯监控系统设计[J]. 崔自赏,陈冰,艾武,黄明强. 电子测量技术. 2018(07)
[3]构建基于工业物联网的空气质量监测系统[J]. 李旭. 互联网天地. 2017(06)
[4]工业物联网大数据平台在工程机械行业的应用[J]. 张启亮,韩键,姜丽萍. 信息技术与标准化. 2017(04)
[5]工业物联网安全风险分析及对策研究[J]. 张猛. 中国工业评论. 2017(04)
[6]工业物联网大数据平台架构与应用[J]. 郑树泉. 软件产业与工程. 2016(06)
[7]ESP8266在智能家居监控系统中的应用[J]. 范兴隆. 单片机与嵌入式系统应用. 2016(09)
[8]基于ISA100.11a工业物联网的中间件设计与实现[J]. 支亚军,张建奇,杨宁. 自动化仪表. 2015(12)
[9]物联网概念的基本定位[J]. 刘克一. 数字技术与应用. 2015(04)
[10]高性能Redis数据库安全手册[J]. 曾金燕. 计算机与网络. 2015(06)
硕士论文
[1]工业物联网信息安全防护技术研究[D]. 王斌.电子科技大学 2018
[2]基于物联网平台的温室大棚监测和控制系统设计[D]. 樊健.安徽大学 2016
[3]工业物联功能架构及集成网关设计[D]. 张权.冶金自动化研究设计院 2016
[4]基于Redis的结构化数据缓存系统的设计与实现[D]. 王景佩.华中科技大学 2016
[5]基于Wi-Fi SoC的物联网平台设计[D]. 纪亚萍.兰州大学 2015
[6]水资源监测物联网平台的设计[D]. 谢启顺.哈尔滨工业大学 2014
[7]物联网中RFID中间件的负载均衡研究[D]. 胡云峻.电子科技大学 2014
[8]MySQL数据库源代码分析及存储引擎的设计[D]. 王威.南京邮电大学 2012
本文编号：3444447
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