【摘要】：物聯(lián)網(wǎng)被視為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動通信網(wǎng)絡(luò)之后的第三次信息產(chǎn)業(yè)浪潮,因其廣闊的行業(yè)應(yīng)用前景而受到了各國政府的重視。學(xué)術(shù)界通常將物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)劃分為三個(gè)層次——感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。本文主要針對感知層和應(yīng)用層進(jìn)行設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)設(shè)備安全保障系統(tǒng)。而傳輸層主要采用傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)主要包括三個(gè)子系統(tǒng):射頻識別系統(tǒng)(RFID)、主控制器和數(shù)據(jù)處理平臺。在感知層,運(yùn)用RFID技術(shù)實(shí)時(shí)采集設(shè)備的狀態(tài)信息,對采集的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行格式合法性和數(shù)據(jù)完整性校驗(yàn),并對數(shù)據(jù)做初步的邏輯處理。RFID系統(tǒng)包括讀寫器和有源電子標(biāo)簽,其中讀寫器與電子標(biāo)簽之間采用CSMA/CD協(xié)議進(jìn)行通信。針對特定的應(yīng)用環(huán)境對CSMA/CD防碰撞算法進(jìn)行仿真,最終編程實(shí)現(xiàn)該算法。讀寫器與電子標(biāo)簽硬件電路的核心是CC1110芯片。在網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)用傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳送至主控制器,主控制器對讀寫器上傳的數(shù)據(jù)做進(jìn)一步的處理,然后再將處理后的數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)處理平臺,為以后的應(yīng)用分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。主控制器作用一方面是匯聚多個(gè)讀寫器上傳的標(biāo)簽信息。另一方面是屏蔽讀寫器上傳數(shù)據(jù)的不一致性。在應(yīng)用層,運(yùn)用Spark實(shí)時(shí)流式計(jì)算,來分析海量的數(shù)據(jù),并將分析后的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫。以B/S的形式呈現(xiàn)數(shù)據(jù)信息,使得用戶可以方便地查看不在本地的設(shè)備信息。數(shù)據(jù)處理平臺由Spark、MongoDB和Tomcat組成。Spark用于實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)標(biāo)簽的狀態(tài);MongoDB用于存儲標(biāo)簽的狀態(tài)信息;Tomcat是web中間件用于處理用戶的Web請求,并把標(biāo)簽的狀態(tài)信息返回給用戶瀏覽器。針對本文所搭建的物聯(lián)網(wǎng)平臺,性能穩(wěn)定、實(shí)時(shí)性高、誤報(bào)率低,顯示出了良好的實(shí)用性。本系統(tǒng)雖然針對安保應(yīng)用場景所設(shè)計(jì),但是通過相應(yīng)的改進(jìn)也可以應(yīng)用于其他領(lǐng)域,比如環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)作物監(jiān)測等領(lǐng)域。
[Abstract]:Internet of things (IoT) is regarded as the third wave of information industry after computer, Internet and mobile communication network. Because of its wide application prospect, the Internet of things has been paid more and more attention by governments all over the world. The system of Internet of things is usually divided into three layers: perceptual layer, network layer and application layer. In this paper, the perceptual layer and the application layer are designed to realize the equipment security guarantee system. The transport layer mainly uses the traditional communication network. This system mainly consists of three subsystems: radio frequency identification system (RFID), master controller and data processing platform. In the perceptual layer, the RFID technology is used to collect the status information of the equipment in real time, to verify the format legitimacy and data integrity of the collected information data, and to do the preliminary logical processing of the data. The RFID system includes a reader and an active electronic tag. Among them, CSMA/CD protocol is used for communication between reader and tag. The CSMA/CD anti-collision algorithm is simulated according to the specific application environment, and finally the algorithm is realized by programming. The core of the reader and tag hardware circuit is the CC1110 chip. In the network layer, the traditional communication network is used to transfer the data to the master controller. The master controller further processes the data uploaded by the reader and writes, and then uploads the processed data to the data processing platform. It provides a data base for future application analysis. On the one hand, the function of the main controller is to aggregate the tag information uploaded by multiple readers. On the other hand, it shields the inconsistency of the data uploaded by the reader and writer. In the application layer, the Spark real-time streaming calculation is used to analyze the massive data and store the analyzed data into the database. The data information is presented in the form of BES, which makes it easy for users to view the non-local device information. The data processing platform is composed of Spark,MongoDB and Tomcat. Spark is used to statistics the status of tags in real time; MongoDB is used to store the status information of tags; Tomcat is used to process the Web requests of users by web middleware, and the status information of tags is returned to the user browser. In view of the Internet of things platform built in this paper, the performance is stable, the real-time performance is high, the false alarm rate is low, and it shows good practicability. Although this system is designed for security application scenario, it can also be used in other fields, such as environmental monitoring, crop monitoring and so on.
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.44

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本文編號：2448105