隨著以“智能制造”為核心的第四代工業(yè)革命的不斷推進(jìn),為了搶占工業(yè)信息化時(shí)代的先機(jī),打造工業(yè)強(qiáng)國(guó),國(guó)內(nèi)對(duì)于構(gòu)建智能產(chǎn)線、創(chuàng)立智能工廠的需求越來(lái)越旺盛。而隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)由生活走進(jìn)生產(chǎn),工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)也由封閉逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殚_(kāi)放。近年來(lái)移動(dòng)設(shè)備的大量普及以及性能的不斷提升,也為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程化提供了硬件支持。因此,基于以上背景,本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款基于安卓的智能產(chǎn)線客戶端。在智能產(chǎn)線系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)中,采用新一代工業(yè)數(shù)據(jù)集成標(biāo)準(zhǔn)OPC UA協(xié)議作為其通信標(biāo)準(zhǔn)。在智能產(chǎn)線移動(dòng)控制終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中,本文首先研究了OPC UA規(guī)范,分析了生產(chǎn)線環(huán)境以及其客戶端基本需求,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的功能模塊和層次結(jié)構(gòu)。然后針對(duì)基于安卓的智能產(chǎn)線移動(dòng)終端與OPC UA服務(wù)器通信過(guò)程中存在的通信資源受限、數(shù)據(jù)傳輸安全性要求高等問(wèn)題,在OPC UA安全模型的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種更適合移動(dòng)端的基于橢圓密碼學(xué)的身份認(rèn)證方法,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)與OPC UA原身份認(rèn)證方法進(jìn)行了對(duì)比分析。在OPC UA架構(gòu)的基礎(chǔ)上,對(duì)各個(gè)功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)。最后在系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中,基于安卓系統(tǒng),完成了移動(dòng)端與服務(wù)器之間的安全連接、安全存儲(chǔ);采用多... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：77 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

客戶端與服務(wù)器數(shù)據(jù)交換的典型用例

OPCUA規(guī)范

基于安卓的智能生產(chǎn)線移動(dòng)控制終端的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)10越來(lái)越復(fù)雜，這些系統(tǒng)大多不是在孤立的環(huán)境中運(yùn)行的，而是與位于其他地區(qū)甚至國(guó)家的系統(tǒng)進(jìn)行交互。在這種環(huán)境下，在OPCUA應(yīng)用程序完成其功能的情況下，有效保證OPCUA的安全性，成為一項(xiàng)重要研究。OPCUA架構(gòu)為保證會(huì)話的安全性和可靠性，定義了一個(gè)分層的安全架構(gòu)。最上層是應(yīng)用層，在該層上客戶端與服務(wù)器之間通過(guò)會(huì)話的方式傳遞信息。會(huì)話服務(wù)中通過(guò)對(duì)用戶或者產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)證和授權(quán)來(lái)保障應(yīng)用層的安全；而OPCUA的會(huì)話機(jī)制需要運(yùn)行在安全通道上，通道的安全由位于應(yīng)用層和傳輸層之間的通信層來(lái)保證，主要通過(guò)數(shù)字證書(shū)簽名和加密傳輸信息的方式來(lái)進(jìn)行客戶端與服務(wù)器端的雙向認(rèn)證；底層的傳輸層利用socket來(lái)進(jìn)行大量信息傳輸（Cavalieri等.，2019）。該安全架構(gòu)如圖2.3所示。圖2.3OPCUA安全架構(gòu)Figure2.3OPCUASecurityArchitectureOPCUA客戶端與服務(wù)器之間建立連接時(shí)主要通過(guò)以下四個(gè)步驟來(lái)保證通信通道的安全：第一步，客戶端通過(guò)向服務(wù)器端發(fā)送一個(gè)不安全的GetEndpoints請(qǐng)求，獲取到現(xiàn)有會(huì)話終端支持的安全配置，包括安全策略、安全模式、用戶令牌策略等和服務(wù)器的應(yīng)用程序證書(shū)，并通過(guò)與它關(guān)聯(lián)的VA來(lái)處理和驗(yàn)證應(yīng)用程序證書(shū)，最后將驗(yàn)證結(jié)果返回給客戶端；第二步，若應(yīng)用程序證書(shū)驗(yàn)證結(jié)果可信，則客戶端向服務(wù)器發(fā)送OpenSecureChannel請(qǐng)求，該請(qǐng)求根據(jù)之前客戶端獲取的安全策略和安全模式進(jìn)行加密，安全模式有三種，“無(wú)”，“簽名”，“簽名且加密”�！盁o(wú)”表示OPCUA應(yīng)用程序在進(jìn)行連接時(shí)不會(huì)得到任何的安全保障；“簽名”表示客戶端

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[2]面向智能制造的生產(chǎn)控制系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D]. 李柏林.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]基于PKI的OPC UA安全模型構(gòu)建及實(shí)現(xiàn)[D]. 趙悅琪.西安電子科技大學(xué) 2019
[4]基于MES的SMT生產(chǎn)線智能制造改進(jìn)[D]. 孫景.北華航天工業(yè)學(xué)院 2019
[5]多品種小批量智能制造產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用[D]. 湯勝龍.華南理工大學(xué) 2018
[6]實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 梁佩.西南交通大學(xué) 2015
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本文編號(hào)：3566784