基于物联网业务平台的设备管理方法研究与实现

发布时间：2017-05-11 11:16

  本文关键词：基于物联网业务平台的设备管理方法研究与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：伴随着传感器技术和无线通信技术的发展,物联网应用得到了广泛的推广,这给人们的生活带来了极大地便利。但是,随着越来越多种类繁杂的设备出现在人们的生活中,物联网中的设备管理开始面临挑战。在许多实际的物联网应用场景中,部署着海量多源异构的设备,其中有相当数量的设备是能力受限的,而且其底层通信和传输协议各异,获取的数据内容形式也各异。这时,传统的物联网设备管理方法不再能够完全满足管理需求,表现出一定的局限性。因此,本论文针对资源受限的物联网应用场景,提出了一个轻量级的设备管理系统架构,实现了适用于能力受限设备的统一设备管理平台。 本论文主要从三个方面对设备管理进行了研究。首先,参考OMA的LWM2M标准,提出并设计了一个基于REST的轻量级设备管理系统架构。该架构主要包括三层：DM Client层、中间层和Web应用层。DM Client层负责对资源的抽象描述,Web应用层是系统与用户交互的接口,而中间层作为连通桥梁,实现了Web平台与物联网系统的无缝连接。 然后,针对各层及其模块分别进行了设计与实现。在DM Client层,建立了对象-资源模型,并设计了描述资源的URI。在中间层,设计并实现了设备管理功能接口,并在协议栈模块中重点研究了用于受限RESTful环境的应用层协议CoAP,对其基本可靠控制算法进行了实现和扩展。随后基于开源项目jCoAP实现了HTTP与CoAP的相互转换,从而使基于HTTP的Web客户端能够透明的访问基于CoAP的设备端。在Web应用层中,使用轻量级的Struts、Spring、 Spring-Data-MongoDB框架实现了业务逻辑处理及对MongoDB数据库的访问,并利用D3进行了数据的可视化展示。 最后,根据本论文所设计的设备管理系统架构实现了一个原型系统,并以无线传感器网络节点为例进行了系统的功能和性能测试。实验结果表明,本论文所设计的设备管理系统能够实现基于Web的物联网设备统一管理功能,并且在资源受限的物联网应用场景中减少了响应时间,改善了系统性能。
【关键词】：物联网 设备管理 REST CoAP 数据可视化
【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】：TP391.44;TN929.5;TP311.52
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-14
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究内容12-13
• 1.3 论文结构13-14
• 第二章 相关技术14-25
• 2.1 物联网设备管理相关技术14-20
• 2.1.1 REST架构风格14-15
• 2.1.2 LWM2M框架15-17
• 2.1.3 CoAP协议概述17-18
• 2.1.4 CoAP交互模型18-19
• 2.1.5 CoAP与HTTP19-20
• 2.2 数据可视化技术20-22
• 2.2.1 可视化概述20-21
• 2.2.2 可视化工具21-22
• 2.3 轻量级Java EE平台22-23
• 2.3.1 轻量级Java EE分层模型22-23
• 2.3.2 SSS框架23
• 2.4 本章小结23-25
• 第三章 物联网设备管理系统的研究及概要设计25-37
• 3.1 基于物联网业务平台的设备管理系统需求分析25-26
• 3.2 设备管理系统总体架构设计26-28
• 3.3 设备管理系统对象-资源模型概要设计28
• 3.4 设备管理系统中间层概要设计28-34
• 3.4.1 设备管理功能接口概要设计29-30
• 3.4.2 设备管理系统HTTP-CoAP Proxy概要设计30-31
• 3.4.3 设备管理系统协议栈概要设计31-34
• 3.5 设备管理系统Web平台概要设计34-36
• 3.5.1 Web平台功能架构设计34-35
• 3.5.2 Web平台实现架构设计35-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第四章 物联网设备管理系统的详细设计及实现37-60
• 4.1 设备管理系统对象-资源模型URI详细设计37-38
• 4.2 设备管理系统管理接口详细设计及实现38-42
• 4.2.1 设备信息获取接口的实现38-41
• 4.2.2 设备参数控制接口的实现41-42
• 4.3 设备管理系统HTTP-CoAP Proxy的设计及实现42-46
• 4.3.1 HTTP-CoAP URI映射43
• 4.3.2 HTTP-CoAP Request映射43-45
• 4.3.3 HTTP-CoAP Response映射45-46
• 4.3.4 HTTP-CoAP Proxy的开源实现46
• 4.4 协议栈可靠控制算法的实现与扩展46-53
• 4.4.1 基本重传时间控制算法的实现47-49
• 4.4.2 基本可靠控制的扩展49-51
• 4.4.3 扩展算法的实现51-53
• 4.5 设备管理系统Web平台详细设计及实现53-59
• 4.5.1 登录认证模块的实现53-54
• 4.5.2 设备目录动态加载模块的实现54-55
• 4.5.3 设备状态信息及实时数据监测模块的实现55-56
• 4.5.4 历史数据查询模块的实现56-59
• 4.5.5 设备远程控制模块的实现59
• 4.6 本章小结59-60
• 第五章 系统测试及验证60-72
• 5.1 测试目标及环境60-61
• 5.1.1 测试目标60
• 5.1.2 测试环境60-61
• 5.2 系统功能测试61-67
• 5.2.1 设备发现与动态加载目录功能测试61-62
• 5.2.2 设备信息获取功能测试62-66
• 5.2.3 设备远程控制功能测试66-67
• 5.3 系统性能测试67-71
• 5.3.1 响应时间测试67-70
• 5.3.2 测试结果分析70-71
• 5.4 本章小结71-72
• 第六章 总结与展望72-74
• 6.1 工作总结72
• 6.2 下一步研究工作72-74
• 参考文献74-76
• 致谢76-77
• 攻读学位期间发表的学术论文77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘紫青;程燕;关联;桑梓勤;郝俊瑞;;CoAP协议研究[J];电视技术;2013年07期

2 王志省;许晓兵;;改进的基于SOM的高维数据可视化算法[J];计算机工程与应用;2013年17期

3 宋衍;傅骞;;基于受限网络应用层协议的物联网应用代理研究与实现[J];计算机应用;2013年11期

4 严进军;;物联网发展与设备管理[J];中国设备工程;2011年04期

  本文关键词：基于物联网业务平台的设备管理方法研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：357145