叉车可靠性强化试验远程监控系统的设计与实现

发布时间：2022-07-08 14:52

　　叉车可靠性强化试验是提升叉车行业整体可靠性的主要手段之一。目前对于叉车可靠性强化试验的仍然采用人工检验、统计、纸质保存的方式进行,导致强化试验的过程中存在试验人员劳动强度大、试验整体科学性与数据可追溯性不强、试验结果准确性不足等问题。因此迫切需要一种现代化远程监控系统来对叉车可靠性强化试验进行实时监控,以降低人员劳动强度,提高试验的科学性、严谨性、可追溯性。本课题来源于工信部的项目“2018年产业技术基础公共服务能力提升和行业质量共性技术推广”。本文从叉车可靠性强化试验标准入手,完成传感器的选型与车载控制端的整体设计。采用轻量级的MQTT物联网传输协议解决试验数据实时推送问题。同时,利用Mosca框架进行云服务推送平台的开发设计,降低车载控制终端与远程监控平台的耦合度。采用Redis缓存数据库与传统Mysql数据库结合的方式来解决多台叉车同时试验时高并发数据传输的场景。采用Nginx技术实现数据请求的负载均衡。采用HTML可视化技术与Node.js结合的方式完成对于浏览器端可视化交互平台的整体构建。最后针对远程监控系统的各个部分进行功能性测试,以验证系统整体的可用性。最终结果表明,本系... 

【文章页数】：121 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
        1.1.1 课题研究背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 远程监控技术国内外研究现状
    1.3 论文主要内容与技术路线
        1.3.1 论文主要内容
        1.3.2 技术路线
    1.4 本章小节
第二章 总体方案设计
    2.1 叉车可靠性强化试验的工况流程分析
    2.2 系统总体需求分析
        2.2.1 系统总体目标
        2.2.2 系统的功能需求分析
        2.2.3 系统的非功能需求分析
    2.3 系统总体方案设计
        2.3.1 系统总体架构
        2.3.2 系统功能模块划分
        2.3.3 系统权限划分
    2.4 本章小结
第三章 车载控制终端设计
    3.1 设计原则
    3.2 车载终端总体测试方案的确定
    3.3 数据中继模块的设计
        3.3.1 传感器的选型与设计
        3.3.2 处理器的选型与设计
    3.4 数据处理模块
        3.4.1 传感器的选型与设计
        3.4.2 处理器选型与设计
    3.5 网关传输模块的选型与设计
    3.6 本章小节
第四章 云服务推送平台技术研究
    4.1 关键技术分析
        4.1.1 MQTT协议
        4.1.2 Redis数据库
    4.2 云服务推送平台总体结构
    4.3 有效负载格式的设计
    4.4 加密传输机制设计与实现
        4.4.1 消息加密传输机制的设计
        4.4.2 数据传输的加/解密流程
        4.4.3 消息加密传输机制的实现
    4.5 话题设计
        4.5.1 话题语法设计
        4.5.2 话题结构设计
    4.6 登录认证模块的设计与实现
    4.7 ACL权限控制模块设计与实现
    4.8 状态统计模块的设计与实现
    4.9 Redis缓存模块的设计与实现
        4.9.1 Redis高可用模式的设计
        4.9.2 Redis高可用模式的搭建
        4.9.3 Redis数据存储的设计与实现
    4.10 安全问题优化
    4.11 本章小结
第五章远程监控平台技术研究
    5.1 平台开发关键技术特点
        5.1.1 Node.Js
        5.1.2 Nginx
    5.2 远程监控平台总体架构设计
        5.2.1 B/S与C/S模式选择
        5.2.2 总体架构设计
    5.3 web服务端服务端设计与实现
        5.3.1 服务端架构分析
        5.3.2 服务端数据接口设计
        5.3.3 路由跳转与数据处理
        5.3.4 负载均衡模块的设计与实现
    5.4 Mysql数据库的设计与实现
        5.4.1 E-R图设计
        5.4.2 数据库的逻辑设计
        5.4.3 Mysql与Redis数据库数据交互的设计与实现
    5.5 浏览器端功能模块的设计与实现
        5.5.1 浏览器端功能模块的设计与实现
        5.5.2 登录认证模块的设计与实现
        5.5.3 MQTT客户端模块的设计与实现
        5.5.4 实时监控模块的设计与实现
        5.5.5 历史回放模块的设计与实现
        5.5.6 数据报表模块的设计与实现
        5.5.7 基础信息模块的设计与实现
        5.5.8 录入信息模块的设计与实现
        5.5.9 在线管理模块的设计与实现
    5.6 安全问题优化
    5.7 本章小节
第六章 远程监控系统试验
    6.1 平台可用性测试
        6.1.1 消息推送平台可用性测试
        6.1.2 Redis高可用模式功能测试
        6.1.3 Nginx负载均衡可用性测试
        6.1.4 浏览器端功能测试
    6.2 现场测试
    6.3 本章小节
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
在学期间发表的学术论文和参加科研情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]物联网云平台消息推送系统的研究与设计[J]. 董梁玉,雷晓卫,刘继永.  机电产品开发与创新. 2020(03)
[2]国内叉车行业技术质量现状分析[J]. 刘志勇,李瑞杰.  工程机械与维修. 2019(04)
[3]我国叉车行业发展态势的分析和解读[J]. 刘志勇,田志成,刘兵.  工程机械与维修. 2018(04)
[4]物联网传输协议MQTT与CoAP比较与应用[J]. 王剑秋,赵一.  计算机时代. 2017(10)
[5]WebSocket与MQTT在Web即时通信系统中的应用[J]. 刘峰,陈朴,贾军营.  计算机系统应用. 2016(05)
[6]NodeJS的异步非阻塞I/O研究[J]. 许会元,何利力.  工业控制计算机. 2015(03)
[7]农业机械可靠性试验远程监控系统的开发[J]. 吴英满,叶长青,汤治明.  大众科技. 2014(08)
[8]叉车行业的历史、现状和发展趋势[J]. 雷晓卫.  叉车技术. 2014 (01)
[9]可靠性强化试验在高可靠性产品设计中的应用[J]. 何文波,张涛,郝苗苗,黄泽贵.  电子产品可靠性与环境试验. 2013(S1)
[10]物联网技术在现代农业中的应用[J]. 彭歆北.  中国电信业. 2013(08)

硕士论文
[1]基于物联网平台的车辆监管系统的设计与实现[D]. 张馨月.北京邮电大学 2019
[2]基于MQTT协议的重组竹生产监控管理系统的设计与实现[D]. 陈祥海.山东大学 2019
[3]物联网发布/订阅系统的研究与实现[D]. 李想.电子科技大学 2019
[4]基于MQTT的工业物联网接入平台研究与设计[D]. 牛浩男.广西师范大学 2018
[5]基于工业物联网的起重机远程监控系统的开发[D]. 郭锐.东南大学 2017
[6]汽车起重机作业可靠性试验远程监测系统研究[D]. 贾佳奇.大连理工大学 2016
[7]基于Node.js的万向节制造物联网系统[D]. 邱伟伟.浙江工业大学 2016
[8]基于MQTT的云推送平台的研究及应用[D]. 郑峰.杭州电子科技大学 2016
[9]基于工业物联网的生产线远程监控系统研究[D]. 贾召喜.河北工业大学 2015
[10]Web系统下提高MySQL数据库安全性的研究与实现[D]. 胡敏.北京邮电大学 2015



本文编号：3657226