基于MQTT的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)接入平臺研究與設計
發(fā)布時間:2021-10-19 07:44
隨著我國社會與經(jīng)濟的快速發(fā)展,工業(yè)發(fā)展水平不斷提高,在物聯(lián)網(wǎng)技術的高速發(fā)展下,物聯(lián)網(wǎng)進入與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)深度融合發(fā)展的嶄新階段。工業(yè)制造領域的轉型升級成為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重要驅(qū)動力。盡管如此,當前大多數(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。企業(yè)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術的使用中,發(fā)展不均衡。大型企業(yè)可以憑借人才儲備和資金優(yōu)勢,通過大規(guī)模升級改造或更新現(xiàn)有生產(chǎn)設備,將工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術應用到實際生產(chǎn)中。而對于中小型企業(yè),由于物聯(lián)網(wǎng)設備技術改造及新技術學習成本較高,難以憑借自身力量在現(xiàn)有設備基礎上完成改造。當前傳統(tǒng)總線設備仍然占據(jù)近半數(shù)市場份額,這些設備不支持新的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。大多數(shù)企業(yè)對數(shù)據(jù)的安全傳輸不夠重視,現(xiàn)有MQTT協(xié)議中對資源受限型設備的數(shù)據(jù)加密傳輸支持不友好。當前物聯(lián)網(wǎng)平臺對設備的連接管理和數(shù)據(jù)高速處理的流程復雜且維護成本高,無法滿足不同規(guī)模的企業(yè)對物聯(lián)網(wǎng)平臺性能的差異性需求。本文通過對當前物聯(lián)網(wǎng)平臺及現(xiàn)場總線的研究,針對企業(yè)在傳統(tǒng)現(xiàn)場總線設備升級時遇到的困難,設計并完成了基于MQTT的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)接入平臺。接入平臺可以幫助企業(yè)在進行...
【文章來源】:廣西師范大學廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】: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仍然是領先,而PROFINET的增長
圖 2.1 傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構圖層作為信息和數(shù)據(jù)的來源,是構建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎。感知層中通常包表的感知設備、以 RFID(射頻識別)為代表的識別設備、GPS(全球定蹤裝置、圖像捕捉設備以及激光掃描設備等[6]。層主要是通過移動通信網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、低功耗廣域網(wǎng)等各類通信技術,
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構如圖 2.2 所示。圖 2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構圖2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構所面臨的問題(1)數(shù)據(jù)采集部分當前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的終端設備種類眾多,現(xiàn)場總線協(xié)議不一致,如果需要接入統(tǒng)一平臺,需要采購特定的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關將協(xié)議進行轉換;常用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關成本高,對中小企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)升級帶來阻礙。(2)數(shù)據(jù)傳輸部分在信息的安全傳輸方面,各平臺對數(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 對數(shù)據(jù)進行加密傳輸時,對于資源受限的物聯(lián)網(wǎng)設備,不僅無法支持本地證書的存儲,并且增加設備資源消耗。(3)設備連接管理及數(shù)據(jù)存儲部分一般工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)會受銷售市場的影響調(diào)整參與生產(chǎn)的設備數(shù)量。受此影響,設備的接入量也會在不同時期呈現(xiàn)不同的規(guī)模。此外,隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴大,設備的連接量也會逐步上升。因此,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺架構需要滿足設備接入的可拓展性,可在不影響原
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能網(wǎng)關設計[J]. 張儀,楊露霞,張椅. 自動化儀表. 2018(06)
[2]基于MQTT協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)電梯監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]. 崔自賞,陳冰,艾武,黃明強. 電子測量技術. 2018(07)
[3]構建基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(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)平臺在工程機械行業(yè)的應用[J]. 張啟亮,韓鍵,姜麗萍. 信息技術與標準化. 2017(04)
[5]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全風險分析及對策研究[J]. 張猛. 中國工業(yè)評論. 2017(04)
[6]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺架構與應用[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)中的應用[J]. 范興隆. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2016(09)
[8]基于ISA100.11a工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的中間件設計與實現(xiàn)[J]. 支亞軍,張建奇,楊寧. 自動化儀表. 2015(12)
[9]物聯(lián)網(wǎng)概念的基本定位[J]. 劉克一. 數(shù)字技術與應用. 2015(04)
[10]高性能Redis數(shù)據(jù)庫安全手冊[J]. 曾金燕. 計算機與網(wǎng)絡. 2015(06)
碩士論文
[1]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息安全防護技術研究[D]. 王斌.電子科技大學 2018
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)平臺的溫室大棚監(jiān)測和控制系統(tǒng)設計[D]. 樊健.安徽大學 2016
[3]工業(yè)物聯(lián)功能架構及集成網(wǎng)關設計[D]. 張權.冶金自動化研究設計院 2016
[4]基于Redis的結構化數(shù)據(jù)緩存系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 王景佩.華中科技大學 2016
[5]基于Wi-Fi SoC的物聯(lián)網(wǎng)平臺設計[D]. 紀亞萍.蘭州大學 2015
[6]水資源監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)平臺的設計[D]. 謝啟順.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[7]物聯(lián)網(wǎng)中RFID中間件的負載均衡研究[D]. 胡云峻.電子科技大學 2014
[8]MySQL數(shù)據(jù)庫源代碼分析及存儲引擎的設計[D]. 王威.南京郵電大學 2012
本文編號:3444447
【文章來源】:廣西師范大學廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學位級別】: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仍然是領先,而PROFINET的增長
圖 2.1 傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)架構圖層作為信息和數(shù)據(jù)的來源,是構建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的基礎。感知層中通常包表的感知設備、以 RFID(射頻識別)為代表的識別設備、GPS(全球定蹤裝置、圖像捕捉設備以及激光掃描設備等[6]。層主要是通過移動通信網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、低功耗廣域網(wǎng)等各類通信技術,
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構如圖 2.2 所示。圖 2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)體系架構圖2.2 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構所面臨的問題(1)數(shù)據(jù)采集部分當前工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的終端設備種類眾多,現(xiàn)場總線協(xié)議不一致,如果需要接入統(tǒng)一平臺,需要采購特定的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關將協(xié)議進行轉換;常用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關成本高,對中小企業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)升級帶來阻礙。(2)數(shù)據(jù)傳輸部分在信息的安全傳輸方面,各平臺對數(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 對數(shù)據(jù)進行加密傳輸時,對于資源受限的物聯(lián)網(wǎng)設備,不僅無法支持本地證書的存儲,并且增加設備資源消耗。(3)設備連接管理及數(shù)據(jù)存儲部分一般工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)會受銷售市場的影響調(diào)整參與生產(chǎn)的設備數(shù)量。受此影響,設備的接入量也會在不同時期呈現(xiàn)不同的規(guī)模。此外,隨著生產(chǎn)規(guī)模的逐步擴大,設備的連接量也會逐步上升。因此,工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺架構需要滿足設備接入的可拓展性,可在不影響原
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智能網(wǎng)關設計[J]. 張儀,楊露霞,張椅. 自動化儀表. 2018(06)
[2]基于MQTT協(xié)議的物聯(lián)網(wǎng)電梯監(jiān)控系統(tǒng)設計[J]. 崔自賞,陳冰,艾武,黃明強. 電子測量技術. 2018(07)
[3]構建基于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(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)平臺在工程機械行業(yè)的應用[J]. 張啟亮,韓鍵,姜麗萍. 信息技術與標準化. 2017(04)
[5]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)安全風險分析及對策研究[J]. 張猛. 中國工業(yè)評論. 2017(04)
[6]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺架構與應用[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)中的應用[J]. 范興隆. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應用. 2016(09)
[8]基于ISA100.11a工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的中間件設計與實現(xiàn)[J]. 支亞軍,張建奇,楊寧. 自動化儀表. 2015(12)
[9]物聯(lián)網(wǎng)概念的基本定位[J]. 劉克一. 數(shù)字技術與應用. 2015(04)
[10]高性能Redis數(shù)據(jù)庫安全手冊[J]. 曾金燕. 計算機與網(wǎng)絡. 2015(06)
碩士論文
[1]工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息安全防護技術研究[D]. 王斌.電子科技大學 2018
[2]基于物聯(lián)網(wǎng)平臺的溫室大棚監(jiān)測和控制系統(tǒng)設計[D]. 樊健.安徽大學 2016
[3]工業(yè)物聯(lián)功能架構及集成網(wǎng)關設計[D]. 張權.冶金自動化研究設計院 2016
[4]基于Redis的結構化數(shù)據(jù)緩存系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 王景佩.華中科技大學 2016
[5]基于Wi-Fi SoC的物聯(lián)網(wǎng)平臺設計[D]. 紀亞萍.蘭州大學 2015
[6]水資源監(jiān)測物聯(lián)網(wǎng)平臺的設計[D]. 謝啟順.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[7]物聯(lián)網(wǎng)中RFID中間件的負載均衡研究[D]. 胡云峻.電子科技大學 2014
[8]MySQL數(shù)據(jù)庫源代碼分析及存儲引擎的設計[D]. 王威.南京郵電大學 2012
本文編號:3444447
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