物联网监控系统服务端设计与实现

发布时间：2017-09-20 08:07

  本文关键词：物联网监控系统服务端设计与实现

  更多相关文章： 物联网监控 API 服务器 开发效率

【摘要】：随着物联网技术的飞速发展,特别是远程传输手段的多元化和技术水平的提高,物联网远程监控技术正得到越来越广泛的应用。在物联网监控系统中,服务器是数据采集和数据应用的桥梁。一方面,为了提高通信模块的处理效率,进而支持更多设备的接入,设计高效的通信服务器很重要。另一方面,在不同的应用场景下,其应用层的数据描述协议与解析要求不同,研发人员需要针对具体的数据协议要求进行开发。因此,本文基于API(应用程序接口)的设计方法,建立了一个可提供二次开发的物联网监控系统服务平台,从而能够提高软件的开发效率。首先,本文通过对物联网监控技术、服务器技术以及API技术的研究,设计了通信服务平台的整体架构,确定了服务端API的功能模块,并给出了具体设计流程。其中,网络通信模块API完成了Socket初始化、线程的创建以及Select模型搭建;设备管理模块API实现了对远程设备的上线、下线控制以及用户列表的维护;数据库模块API实现了PostgreSQL的环境配置以及数据库的基本操作与管理;配置信息模块API实现了对服务端的参数配置、模式选择等功能。接着,应用这套API,实现了一个物联网高效服务器软件。该服务器主程序通过对API的加载,实现了物联网监控系统服务端的基础模块功能,并设计出一个扩展性强、适应性广的物联网监控通信协议,实现了服务端与外部设备的数据交互。针对数据流问题,本文对服务端的通信效率进行了优化,设计了适用于物联网监控系统的高速数据流实时处理算法,提高了系统了可靠性与实时性。最后,本文从功能和性能两个角度出发,完成了API模块的单元测试、服务端的API验证测试、连接请求压力测试、数据接收压力测试以及数据流处理时间测试。系统测试表明,该API满足了应用层开发者对物联网监控系统服务端的功能需求。相比传统服务器开发模式,应用该API接口的通信服务器性能测试完全达到传统物联网服务器的水平,但在后续维护或者升级时,本文的设计模式完全占优势,大大提高了系统开发效率。
【关键词】：物联网监控 API 服务器 开发效率
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP277;TP391.44;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 课题研究的背景及意义8-9
• 1.2 物联网监控及通信服务研究现状9-12
• 1.2.1 物联网监控研究现状9-10
• 1.2.2 物联网通信服务研究现状10-12
• 1.3 论文的组织架构12-14
• 1.3.1 主要研究内容12-13
• 1.3.2 论文章节安排13-14
• 第二章 物联网监控系统服务端总体架构设计14-27
• 2.1 物联网监控技术分析14-16
• 2.1.1 物联网概念和体系结构14-15
• 2.1.2 物联网监控的数据特点15-16
• 2.2 物联网通信服务的关键技术16-24
• 2.2.1 TCP/IP协议16-17
• 2.2.2 Socket通信技术17-20
• 2.2.3 多线程技术20-21
• 2.2.4 通信模型和框架21-24
• 2.3 物联网监控通信服务的整体架构24-26
• 2.3.1 API应用研究24-25
• 2.3.2 系统整体架构设计25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 物联网监控系统服务端API的设计27-43
• 3.1 服务端API模块的划分27-28
• 3.2 API模块设计需求分析28-34
• 3.2.1 网络通信模块28-29
• 3.2.2 设备管理模块29-31
• 3.2.3 数据库模块31-33
• 3.2.4 配置信息模块33-34
• 3.3 API数据结构的设计34-35
• 3.3.1 数据结构中属性介绍34-35
• 3.3.2 数据结构具体内容35
• 3.4 API的具体设计过程35-42
• 3.4.1 网络通信API35-37
• 3.4.2 设备管理API37-40
• 3.4.3 数据库API40-41
• 3.4.4 配置信息API41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第四章 基于API的物联网监控系统服务端设计与实现43-56
• 4.1 服务端的功能概述43-44
• 4.2 服务端的整体设计44-46
• 4.2.1 应用层的架构设计44-45
• 4.2.2 API模块调用流程设计45
• 4.2.3 交互界面设计45-46
• 4.3 服务端通信协议设计46-49
• 4.3.1 协议栈结构46-47
• 4.3.2 协议格式设计47-48
• 4.3.3 协议交互过程48-49
• 4.4 服务端API的功能实现49-52
• 4.4.1 应用层实现框架49-50
• 4.4.2 API功能实现过程50-52
• 4.5 基于数据流的通信效率优化52-55
• 4.5.1 数据流处理模型52-53
• 4.5.2 数据流优化算法设计53-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第五章 物联网监控系统服务端的验证及测试56-62
• 5.1 测试环境说明56
• 5.2 服务功能测试56-59
• 5.2.1 API模块的单元测试56-57
• 5.2.2 API在服务端的验证57-59
• 5.3 服务性能测试59-61
• 5.3.1 连接请求压力测试59
• 5.3.2 数据接收压力测试59-60
• 5.3.3 数据流处理时间测试60-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-64
• 6.1 总结62
• 6.2 展望62-64
• 参考文献64-66
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文66-67
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目67-68
• 致谢68

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本文编号：886888