基于Android的智能家居安全通信系统的设计

发布时间：2017-05-18 06:18

  本文关键词：基于Android的智能家居安全通信系统的设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着个人计算机手机和互联网电子行业快速发展,物联网智能家居受到了越来越多的关注。传统智能家居系统大多以综合布线或PC控制终端为基础,极大限制了智能家居进一步发展。然而,物联网新思想的到来为智能家居发展提供了新思路,即利用物联网物与物、物与人之间的联系来实现远程交互控制,这将使人们对高端生活方式、高科技生活体验有了重新的定义。本文将智能家居系统按照物联网架构划分为应用层、网络层、感知层进行设计,文章首先概述物联网的体系架构,并在此基础上确立了本智能家居系统的整体结构,然后重点分析了Android操作系统的运作机理,包括Android系统体系架构、应用程序组成、相关工作原理等。本文在应用层方面研发了一款以智能家居为主题的Android手机客户端软件,包含开机Logo界面、登录界面、菜单界面、控制界面、配置界面五大功能模块。各个界面之间可以相互跳转,并在核心控制界面上设计一个内嵌TCP/IP网络控制接口,用于无线连接家居设备,可视化的图形按钮模拟开关可以显示家居设备运行状态。在网络层和感知层方面,本文将HLK-RM04、STM32和Zig Bee协调器相连设计了嵌入式网关和Zig Bee无线传感器网络,并以HLK-RM04作为服务器,其与Android客户端构成C/S模式,用户通过Android手机发送的指令无线传输至Zig Bee终端节点从而实现对家居设备的管理和控制。针对智能家居网络通信过程中出现的恶意攻击、隐私泄露、身份盗用等网络安全问题,本文又进一步研究了一种高精度混沌算法,利用混沌系统遍历性、类随机性,对初值极端敏感性等与密码相似特点,结合更适用于网络通信加密的RSA公钥加密算法,通过高精度混沌迭代生成一组大随机数字序列作为RSA加密算法中的私钥,对Android发送的控制命令进行加密处理。传统私钥皆由机器随机生成且无法用大脑记忆,而本文提出的方法不仅使私钥可自由设置,而且结合高精度混沌提高了系统保密性,使智能家居信息传输更安全。
【关键词】：物联网 智能家居 Android ZigBee RSA 混沌算法
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP391.44;TN929.5;TP316
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 物联网智能家居的背景和意义10-11
• 1.2 物联网智能家居发展状况11-14
• 1.2.1 物联网国内外发展现状11-12
• 1.2.2 智能家居发展现状12-13
• 1.2.3 智能家居通信安全发展现状13-14
• 1.3 课题来源与论文主要研究内容14-16
• 第2章 智能家居系统结构设计与Android关键技术研究16-28
• 2.1 物联网体系架构16-17
• 2.2 智能家居控制系统结构设计17-21
• 2.2.1 智能家居系统组成17-18
• 2.2.2 本智能家居系统整体结构设计18-21
• 2.3 Android操作系统21-27
• 2.3.1 Android系统体系架构21-22
• 2.3.2 Android应用程序组成22-24
• 2.3.3 Activity启动流程24-25
• 2.3.4 Android的布局文件25-26
• 2.3.5 Android应用程序编译过程26-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第3章 基于Android的智能家居客户端软件设计及实现28-38
• 3.1 客户端采用的设计模式和系统方案28-30
• 3.1.1 MVC设计模式28-29
• 3.1.2 客户端系统方案29-30
• 3.2 客户端软件的设计实现30-37
• 3.2.1 开机Logo界面设计30-32
• 3.2.2 登录界面的设计32-34
• 3.2.3 菜单界面设计34-35
• 3.2.4 核心控制界面设计35-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 智能家居网络层和感知层设计及软件实现38-55
• 4.1 系统网络层和感知层整体设计38
• 4.2 Android与网关之间的通信38-44
• 4.2.1 Android手机客户端设计38-43
• 4.2.2 HLK-RM04模块服务器设计43-44
• 4.3 嵌入式网关设计44-45
• 4.4 Zig Bee无线传感器网络设计45-51
• 4.4.1 Zig Bee无线网络的建立46-48
• 4.4.2 协调器程序设计48-49
• 4.4.3 终端节点程序设计49-50
• 4.4.4 网络信道和PANID的选择50-51
• 4.5 系统整体硬件电气原理图51-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第5章 智能家居混沌RSA安全通信系统的设计55-76
• 5.1 控制命令语句数字签名的设计55-57
• 5.1.1 RSA公钥加密算法原理55-56
• 5.1.2 RSA控制命令的数字签名的设计56-57
• 5.2 高精度混沌系统设计57-63
• 5.2.1 混沌系统分析58-59
• 5.2.2 Lyapunov指数谱分析59-61
• 5.2.3 高精度混沌系统的设计61-63
• 5.3 基于高精度混沌加密算法的“换算私钥”的设计63-66
• 5.4 加密效果分析及安全性设计66-72
• 5.4.1 密钥灵敏度分析66-67
• 5.4.2 时间戳设计67-70
• 5.4.3 带随机数的通信协议设计70-72
• 5.5 混沌RSA数字签名通信系统的设计72-75
• 5.6 本章小结75-76
• 结论76-78
• 参考文献78-83
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果83-84
• 致谢84-85
• 作者简介85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 钱志鸿;王义君;;物联网技术与应用研究[J];电子学报;2012年05期

2 陈晓峰,王育民;公钥密码体制研究与进展[J];通信学报;2004年08期

3 朱洪波;杨龙祥;于全;;物联网的技术思想与应用策略研究[J];通信学报;2010年11期

4 裴恒利;尚涛;刘建伟;;融合时间戳和同态签名的安全网络编码方法[J];通信学报;2013年04期

5 沈逸;;后斯诺登时代的全球网络空间治理[J];世界经济与政治;2014年05期

6 毛燕琴;沈苏彬;;物联网信息模型与能力分析[J];软件学报;2014年08期

7 颜森林;;光纤混沌双芯双向保密通信系统研究[J];物理学报;2008年05期

8 舒剑;;基于扩展混沌映射的认证密钥协商协议[J];物理学报;2014年05期

9 刘洲洲;王福豹;;一种能耗均衡的无线传感器网络加权无标度拓扑研究[J];物理学报;2014年19期

  本文关键词：基于Android的智能家居安全通信系统的设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：375300