基于MQTT的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)接入平臺(tái)研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-10-19 07:44
隨著我國社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,工業(yè)發(fā)展水平不斷提高,在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展下,物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合發(fā)展的嶄新階段。工業(yè)制造領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級(jí)成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。盡管如此,當(dāng)前大多數(shù)傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)信息化水平較低,工業(yè)控制系統(tǒng)通常都是封閉運(yùn)行,系統(tǒng)間難以互聯(lián)互通,數(shù)據(jù)采集無法大規(guī)模并網(wǎng)存儲(chǔ)。企業(yè)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的使用中,發(fā)展不均衡。大型企業(yè)可以憑借人才儲(chǔ)備和資金優(yōu)勢(shì),通過大規(guī)模升級(jí)改造或更新現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備,將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。而對(duì)于中小型企業(yè),由于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備技術(shù)改造及新技術(shù)學(xué)習(xí)成本較高,難以憑借自身力量在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上完成改造。當(dāng)前傳統(tǒng)總線設(shè)備仍然占據(jù)近半數(shù)市場份額,這些設(shè)備不支持新的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。大多數(shù)企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)的安全傳輸不夠重視,現(xiàn)有MQTT協(xié)議中對(duì)資源受限型設(shè)備的數(shù)據(jù)加密傳輸支持不友好。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)設(shè)備的連接管理和數(shù)據(jù)高速處理的流程復(fù)雜且維護(hù)成本高,無法滿足不同規(guī)模的企業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)性能的差異性需求。本文通過對(duì)當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)及現(xiàn)場總線的研究,針對(duì)企業(yè)在傳統(tǒng)現(xiàn)場總線設(shè)備升級(jí)時(shí)遇到的困難,設(shè)計(jì)并完成了基于MQTT的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)接入平臺(tái)。接入平臺(tái)可以幫助企業(yè)在進(jìn)行...
【文章來源】:廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
常用工業(yè)協(xié)議使用量占比在地域分布情況中,歐洲和中東地區(qū),PROFIBUS仍然是領(lǐng)先,而PROFINET的增長
圖 2.1 傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)圖層作為信息和數(shù)據(jù)的來源,是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。感知層中通常包表的感知設(shè)備、以 RFID(射頻識(shí)別)為代表的識(shí)別設(shè)備、GPS(全球定蹤裝置、圖像捕捉設(shè)備以及激光掃描設(shè)備等[6]。層主要是通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、低功耗廣域網(wǎng)等各類通信技術(shù),
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)如圖 2.2 所示。圖 2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)圖2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)所面臨的問題(1)數(shù)據(jù)采集部分當(dāng)前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備種類眾多,現(xiàn)場總線協(xié)議不一致,如果需要接入統(tǒng)一平臺(tái),需要采購特定的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換;常用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)成本高,對(duì)中小企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)升級(jí)帶來阻礙。(2)數(shù)據(jù)傳輸部分在信息的安全傳輸方面,各平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)的安全加密基本集中在采用 TLS/SSL 的方式,國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)支持的接入方式及數(shù)據(jù)安全措施如表 2.1 所示。采用 TLS 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸時(shí),對(duì)于資源受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,不僅無法支持本地證書的存儲(chǔ),并且增加設(shè)備資源消耗。(3)設(shè)備連接管理及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分一般工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)受銷售市場的影響調(diào)整參與生產(chǎn)的設(shè)備數(shù)量。受此影響,設(shè)備的接入量也會(huì)在不同時(shí)期呈現(xiàn)不同的規(guī)模。此外,隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴(kuò)大,設(shè)備的連接量也會(huì)逐步上升。因此,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)需要滿足設(shè)備接入的可拓展性,可在不影響原
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[J]. 張儀,楊露霞,張椅. 自動(dòng)化儀表. 2018(06)
[2]基于MQTT協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 崔自賞,陳冰,艾武,黃明強(qiáng). 電子測(cè)量技術(shù). 2018(07)
[3]構(gòu)建基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 李旭. 互聯(lián)網(wǎng)天地. 2017(06)
[4]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)在工程機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用[J]. 張啟亮,韓鍵,姜麗萍. 信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2017(04)
[5]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策研究[J]. 張猛. 中國工業(yè)評(píng)論. 2017(04)
[6]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)與應(yīng)用[J]. 鄭樹泉. 軟件產(chǎn)業(yè)與工程. 2016(06)
[7]ESP8266在智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 范興隆. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(09)
[8]基于ISA100.11a工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的中間件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 支亞軍,張建奇,楊寧. 自動(dòng)化儀表. 2015(12)
[9]物聯(lián)網(wǎng)概念的基本定位[J]. 劉克一. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2015(04)
[10]高性能Redis數(shù)據(jù)庫安全手冊(cè)[J]. 曾金燕. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2015(06)
碩士論文
[1]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息安全防護(hù)技術(shù)研究[D]. 王斌.電子科技大學(xué) 2018
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的溫室大棚監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 樊健.安徽大學(xué) 2016
[3]工業(yè)物聯(lián)功能架構(gòu)及集成網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[D]. 張權(quán).冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院 2016
[4]基于Redis的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)緩存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王景佩.華中科技大學(xué) 2016
[5]基于Wi-Fi SoC的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)計(jì)[D]. 紀(jì)亞萍.蘭州大學(xué) 2015
[6]水資源監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)[D]. 謝啟順.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[7]物聯(lián)網(wǎng)中RFID中間件的負(fù)載均衡研究[D]. 胡云峻.電子科技大學(xué) 2014
[8]MySQL數(shù)據(jù)庫源代碼分析及存儲(chǔ)引擎的設(shè)計(jì)[D]. 王威.南京郵電大學(xué) 2012
本文編號(hào):3444447
【文章來源】:廣西師范大學(xué)廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
常用工業(yè)協(xié)議使用量占比在地域分布情況中,歐洲和中東地區(qū),PROFIBUS仍然是領(lǐng)先,而PROFINET的增長
圖 2.1 傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)圖層作為信息和數(shù)據(jù)的來源,是構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。感知層中通常包表的感知設(shè)備、以 RFID(射頻識(shí)別)為代表的識(shí)別設(shè)備、GPS(全球定蹤裝置、圖像捕捉設(shè)備以及激光掃描設(shè)備等[6]。層主要是通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、低功耗廣域網(wǎng)等各類通信技術(shù),
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)如圖 2.2 所示。圖 2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)圖2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)所面臨的問題(1)數(shù)據(jù)采集部分當(dāng)前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的終端設(shè)備種類眾多,現(xiàn)場總線協(xié)議不一致,如果需要接入統(tǒng)一平臺(tái),需要采購特定的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)將協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)換;常用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)成本高,對(duì)中小企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)升級(jí)帶來阻礙。(2)數(shù)據(jù)傳輸部分在信息的安全傳輸方面,各平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)的安全加密基本集中在采用 TLS/SSL 的方式,國內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)支持的接入方式及數(shù)據(jù)安全措施如表 2.1 所示。采用 TLS 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密傳輸時(shí),對(duì)于資源受限的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,不僅無法支持本地證書的存儲(chǔ),并且增加設(shè)備資源消耗。(3)設(shè)備連接管理及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分一般工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)會(huì)受銷售市場的影響調(diào)整參與生產(chǎn)的設(shè)備數(shù)量。受此影響,設(shè)備的接入量也會(huì)在不同時(shí)期呈現(xiàn)不同的規(guī)模。此外,隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴(kuò)大,設(shè)備的連接量也會(huì)逐步上升。因此,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)需要滿足設(shè)備接入的可拓展性,可在不影響原
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[J]. 張儀,楊露霞,張椅. 自動(dòng)化儀表. 2018(06)
[2]基于MQTT協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)電梯監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 崔自賞,陳冰,艾武,黃明強(qiáng). 電子測(cè)量技術(shù). 2018(07)
[3]構(gòu)建基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]. 李旭. 互聯(lián)網(wǎng)天地. 2017(06)
[4]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)在工程機(jī)械行業(yè)的應(yīng)用[J]. 張啟亮,韓鍵,姜麗萍. 信息技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化. 2017(04)
[5]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策研究[J]. 張猛. 中國工業(yè)評(píng)論. 2017(04)
[6]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)架構(gòu)與應(yīng)用[J]. 鄭樹泉. 軟件產(chǎn)業(yè)與工程. 2016(06)
[7]ESP8266在智能家居監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 范興隆. 單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用. 2016(09)
[8]基于ISA100.11a工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的中間件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 支亞軍,張建奇,楊寧. 自動(dòng)化儀表. 2015(12)
[9]物聯(lián)網(wǎng)概念的基本定位[J]. 劉克一. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2015(04)
[10]高性能Redis數(shù)據(jù)庫安全手冊(cè)[J]. 曾金燕. 計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò). 2015(06)
碩士論文
[1]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息安全防護(hù)技術(shù)研究[D]. 王斌.電子科技大學(xué) 2018
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的溫室大棚監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 樊健.安徽大學(xué) 2016
[3]工業(yè)物聯(lián)功能架構(gòu)及集成網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)[D]. 張權(quán).冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院 2016
[4]基于Redis的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)緩存系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王景佩.華中科技大學(xué) 2016
[5]基于Wi-Fi SoC的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)設(shè)計(jì)[D]. 紀(jì)亞萍.蘭州大學(xué) 2015
[6]水資源監(jiān)測(cè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)[D]. 謝啟順.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[7]物聯(lián)網(wǎng)中RFID中間件的負(fù)載均衡研究[D]. 胡云峻.電子科技大學(xué) 2014
[8]MySQL數(shù)據(jù)庫源代碼分析及存儲(chǔ)引擎的設(shè)計(jì)[D]. 王威.南京郵電大學(xué) 2012
本文編號(hào):3444447
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/wltx/3444447.html
最近更新
教材專著